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      基于NDVI的蘭州市城關區(qū)植被覆蓋度變化研究

      2017-12-27 17:27:24牛莉婷陳建榮吳玉鋒
      地理空間信息 2017年12期
      關鍵詞:城關區(qū)主城區(qū)植被指數(shù)

      牛莉婷,周 波,陳建榮,吳玉鋒 ,金 毅

      (1.甘肅省水土保持科學研究所,甘肅 蘭州 730020)

      基于NDVI的蘭州市城關區(qū)植被覆蓋度變化研究

      牛莉婷1,周 波1,陳建榮1,吳玉鋒1,金 毅1

      (1.甘肅省水土保持科學研究所,甘肅 蘭州 730020)

      基于遙感和地理信息系統(tǒng)技術, 利用2000年Landsat5 TM和2015年Landsat8 OLI兩期遙感影像,提取蘭州市城關區(qū)不同時期的歸一化植被指數(shù)(NDVI),運用像元二分模型估算了植被覆蓋度(FVC),分析了2000~2015年城關區(qū)的植被覆蓋狀況及動態(tài)變化情況。結果表明,15 a間城關區(qū)低植被覆蓋度(0<FVC≤15%)和中植被覆蓋度(15%<FVC≤40%)分別增加9%和15%,中高植被覆蓋度(40%<FVC≤70%)和高植被覆蓋度(70%<FVC≤100%)分別減少17%和9%;植被覆蓋度增加面積約10 km2,減少面積約21 km2。

      遙感;地理信息系統(tǒng);植被覆蓋度;蘭州市城關區(qū)

      本文利用2000年Landsat5 TM影像和2015年Landsat8 OLI影像,基于ENVI5.1軟件提取蘭州市城關區(qū)2000年和2015年的歸一化植被指數(shù)(NDVI);運用像元二分模型估算植被覆蓋度,并對其劃分等級,根據(jù)差值法分析城關區(qū)15 a來植被覆蓋度的變化情況,從整體上了解該區(qū)域植被的生長和分布狀況,為評價區(qū)域內(nèi)的生態(tài)建設效果提供參考[1-6]。

      1 研究區(qū)概況

      城關區(qū)是蘭州市的政治、經(jīng)濟、文化、科研、交通及商貿(mào)等的中心,地理坐標為103°45'37"~103°59'00"E、 35°57'50"~36°09'32" N ;東西長 20.02 km,南北寬22.6 km,總面積約 220 km2,海拔為 1 600~2 171 m 。黃河由西向東貫穿整個城關區(qū),并將其分割為南北兩部分。黃河以北是丘陵溝壑區(qū),以南是主城區(qū)和皋蘭山山地。整個區(qū)域氣候干燥,溫差大,降水稀少,蒸發(fā)量大,光照充足,太陽輻射強,生態(tài)環(huán)境脆弱。

      城關區(qū)南北兩山城郊植被包圍,綠地沿河、溝、路分布,公園、游園植被綠化,形成點、線、面相結合的植被建設體系;并且城關區(qū)擁有豐富的低丘緩坡溝壑等未利用土地資源,大量的荒山溝壑土地比較貧瘠。

      2 研究數(shù)據(jù)和研究方法

      2.1 研究數(shù)據(jù)的來源與處理

      本文采用的數(shù)據(jù)是空間分辨率為30 m的2000-09-21 Landsat5 TM遙感影像和2015-09-15 Landsat8 OLI 遙感影像及蘭州市城關區(qū)的矢量邊界數(shù)據(jù)。兩期遙感影像來源于中國科學院計算機網(wǎng)絡信息中心國際科學數(shù)據(jù)鏡像網(wǎng)站 (http://www.gscloud.cn),數(shù)據(jù)級別為L1T,已經(jīng)做過幾何糾正,精度滿足要求。兩期遙感影像數(shù)據(jù)都攝于植被生長比較良好的時期,對比較區(qū)域的植被變化情況具有一定的可行性。

      首先采用ENVI5.1遙感軟件對兩期影像數(shù)據(jù)作輻射定標和大氣校正處理,消除因大氣散射引起的輻射誤差,然后對蘭州市城關區(qū)的矢量邊界數(shù)據(jù)作投影轉換處理,最后利用矢量邊界數(shù)據(jù)裁剪兩期遙感影像,得到城關區(qū)的影像數(shù)據(jù)。

      2.2 研究方法

      2.2.1 歸一化植被指數(shù)計算

      歸一化植被指數(shù)(NDVI)定義為近紅外波段(NIR)與可見光紅波段(R)數(shù)值之差和這兩個波段數(shù)值之和的比值[7]:

      歸一化植被指數(shù)(NDVI)既能部分消除由天氣變化、觀察姿態(tài)所造成的誤差,又能較好地反映地表植被的分布狀況,在植被指數(shù)中占居非常重要的位置[8],是遙感估算植被覆蓋度研究中最常用的一種植被指數(shù)。

      利用Landsat5 TM影像,公式(1)可表示為:

      利用Landsat8 OLI影像,公式(1)可表示為:

      根據(jù)公式(2)、(3),用 ENVI5.1 軟件提取蘭州市城關區(qū)2000-09和2015-09的歸一化植被指數(shù)(NDVI),見圖 1、2 。

      計算 2000-09 的 NDVI值為 -0.579~0.773,2015-09 的 NDVI值為 -0.664~0.935,負值表示地表覆蓋為黃河、其他水域等;0表示為無植被覆蓋;正值表示為有植被覆蓋,NDVI值越大,植被覆蓋越好。

      圖1 2000年城關區(qū)NDVI圖

      圖2 2015年城關區(qū)NDVI圖

      2.2.2 植被覆蓋度估算

      像元二分模型不受地域限制、不依賴實測數(shù)據(jù),且能削弱大氣、植被類型及土壤等影響,在采用遙感量測植被覆蓋度的方法中應用十分廣泛[9,10],故本文采用像元二分模型計算植被覆蓋度。像元二分模型假定一個像元的地表由植被和土壤兩部分組成,每個像元的NDVI是完全被植被覆蓋的NDVI(NDVIveg)和裸地覆蓋的NDVI(NDVIsoil)的線性加權值。利用像元二分模型計算植被覆蓋度的公式為[11,12]:

      NDVIveg和NDVIsoil隨地表濕度、土壤類型、植被類型等的變化而變化。本文選擇5%的置信度,在置信度范圍內(nèi)取最大值和最小值,見表1。

      表1 NDVIveg和NDVIsoil的取值表

      將 表1中2000年、2015年 的NDVIveg和NDVIsoil代入公式(4),計算城關區(qū)的植被覆蓋度。

      2.2.3 植被覆蓋度分級

      將計算得到的植被覆蓋度分為5個等級[2]:無植被覆蓋(FVC=0) 、低植被覆蓋度(0<FVC≤15%)、中植被覆蓋度(15%<FVC≤40%) 、中高植被覆蓋度(40% <FVC≤70%)和高植被覆蓋度(FVC>70%)。在ArcGIS10.2軟件下,根據(jù)上述分級方法對植被覆蓋度進行重分類,得到2個時期的植被覆蓋度分級圖,見圖3、4。

      圖3 2000年城關區(qū)植被覆蓋度圖

      圖4 2015年城關區(qū)植被覆蓋度圖

      3 結果與分析

      3.1 植被覆蓋度時空分布

      統(tǒng)計2000年和2015年城關區(qū)各級植被覆蓋度的像元數(shù)以及像元所占整個區(qū)域的比例,見表2、3和圖5。

      表2 2000年城關區(qū)各級植被覆蓋度像元比例統(tǒng)計表

      表3 2015年城關區(qū)各級植被覆蓋度像元比例統(tǒng)計表

      圖5 2000年、2015年各級植被覆蓋度所占像元數(shù)

      根據(jù)圖3、4、5和表2、3,城關區(qū)2000年主要以中高植被覆蓋度為主,占總面積的38%,主要分布在黃河以北海拔較高的山地及黃河以南海拔較高、人為干擾較少的皋蘭山山地;無植被覆蓋度占5%,主要分布在黃河和黃河以南地勢比較平緩、人口聚集的主城區(qū);低植被覆蓋度占11%,主要分布在主城區(qū);中植被覆蓋度占24%,主要分布在黃河以北海拔較高的山地;高植被覆蓋度占23%,主要分布在皋蘭山山地、主城區(qū)的雁灘區(qū)域和黃河以北的低丘緩坡區(qū)域。2015 年主要以中植被覆蓋度為主,占總面積的39%,主要分布在黃河以北海拔較高的山地;無植被覆蓋度占5%,主要分布在黃河及主城區(qū);低植被覆蓋度占20%,主要分布在主城區(qū)和黃河以北的山地;中高植被覆蓋度占21%,主要分布在皋蘭山山地;高植被覆蓋度占14%,主要分布在皋蘭山山地和黃河以北的低丘緩坡區(qū)域。

      由此看出,城關區(qū)從2000~2015年,無植被覆蓋的總面積無明顯變化;低植被覆蓋度和中植被覆蓋度有所增加,增加幅度分別為9%、15%;中高植被覆蓋度和高植被覆蓋度有所減少,減少幅度分別為17%、9%。

      3.2 植被覆蓋度動態(tài)變化

      通過ENVI5.1的變化檢測(change detection)工具和ArcGIS10.2的空間分析功能,提取城關區(qū)2000~2015年植被覆蓋度的動態(tài)變化情況,見圖6。

      如圖6所示,綠色區(qū)域為植被覆蓋度增加的區(qū)域,紫色區(qū)域為植被覆蓋度減少的區(qū)域。15 a間城關區(qū)植被覆蓋度增加的面積約10 km2,減少的面積約21 km2,增加的區(qū)域主要分布在黃河以北。

      圖6 城關區(qū)2000~2015年植被覆蓋度變化圖

      3.3 植被覆蓋度變化原因分析

      城關區(qū)2000~2015年的植被覆蓋狀況既有改善也有退化。植被覆蓋狀況得到改善的原因主要有:1)在國家和甘肅省的大力支持下,蘭州市建設了南北兩山綠化工程,增加了植被覆蓋,鞏固和提高了兩山的生態(tài)建設;2)退耕地造林、荒山造林、封山育林等退耕還林工程的實施,增大了城關區(qū)的植被覆蓋;3)公園、游園的植被綠化及黃河、道路兩側的植被建設等有效改善了主城區(qū)的植被覆蓋。植被覆蓋狀況退化的原因主要有:1) 蘭州市2012~2016年實施的低丘緩坡溝壑等未利用地綜合開發(fā)利用試點項目中的青白石未利用地綜合開發(fā)利用項目、碧桂園項目和三條嶺未利用地開發(fā)利用項目都位于城關區(qū)黃河以北,項目的實施有效拓展了城關區(qū)發(fā)展的空間,但也不同程度地降低了黃河以北區(qū)域的植被覆蓋;2)建筑業(yè)和房地產(chǎn)業(yè)等的飛速發(fā)展,導致主城區(qū)特別是雁北街道和高新開發(fā)區(qū)的植被退化。

      綜上分析,建議城關區(qū)在今后的植被建設中加強對中高植被覆蓋和高植被覆蓋的植被保護,合理開發(fā)未利用地,快速恢復植被退化區(qū)域中的植被,促進低植被覆蓋、中植被覆蓋向中高植被覆蓋、高植被覆蓋的轉化。

      4 結 語

      本文基于RS和GIS提取蘭州市城關區(qū)的NDVI,采用像元二分模型估算植被覆蓋度,分析15 a間植被覆蓋度的變化情況,技術路線簡單、可操作性強。整體了解城關區(qū)的植被覆蓋狀況,對評估該區(qū)域的生態(tài)環(huán)境、水土流失綜合治理效果具有重要意義,同時有助于推進城關區(qū)的植被恢復。

      [1]陳述鵬.遙感大詞典[M].北京:科學出版社,1990

      [2]李娟,龔純偉.蘭州市南北兩山植被覆蓋度動態(tài)變化遙感監(jiān)測[J].測繪科學,2011,3(2):175-177

      [3]李小亞,張勃,靳自寶.基于MODIS-NDVI的甘肅河東地區(qū)植被覆蓋度動態(tài)監(jiān)測[J].水土保持研究,2013,20(1):12-115

      [4]馬志勇,沈濤,張軍海,等.基于植被覆蓋度的植被變化分析[J].測繪通報,2007(3):45-48

      [5]徐勇,奚硯濤,許偉,等.歸一化植被指數(shù)對江蘇省氣溫、降水變化的時空響應特征[J].湖北農(nóng)業(yè)科學,2015,54(3):599-604

      [6]夏照華,張克斌,李瑞,等.基于NDVI的農(nóng)牧交錯區(qū)植被覆蓋度變化研究:以寧夏鹽池縣為例[J].水土保持研究,2006,13(6):179-18

      [7]黨安榮,王曉棟,陳曉峰,等.ERDAS IMAGINE遙感圖像處理方法[M].北京:清華大學出版社,2003

      [8]吳云.基于RS和GIS的植被覆蓋度估算及動態(tài)變化分析-以三北防護林工程區(qū)和河海流域為例[D].阜新:遼寧工程技術大學,2009

      [9]牛寶茹,劉俊蓉,王政偉.干旱半干旱地區(qū)植被覆蓋度遙感信息提取研究[J].武漢大學學報(信息科學版),2005,30(1):27-30

      [10]李苗苗,吳炳方,顏長珍,等.密云水庫上游植被覆蓋度的遙感估算[J].資源科學,2004,26(4):153-159

      [11]Gutman G, Ignaton A. The Derivation of the Green Vegetation Fraction from NOAA/AVHRR Data for Use in Numerical Weather Prediction Models[J]. International Journal of Remote Sensing, 1998,19(8):1 533-1 543

      [12]馬俊海,劉丹丹.像元二分模型在土地利用現(xiàn)狀更新調查中反演植被覆蓋度的研究[J].測繪通報,2006(4):13-16

      P237.9

      B

      1672-4623(2017)12-0028-03

      10.3969/j.issn.1672-4623.2017.12.009

      2016-09-27。

      甘肅省科技支撐計劃社會發(fā)展類基金資助項目(1504KFCA074)。

      牛莉婷,碩士,主要從事3S技術在水土保持中的應用研究。

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