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基于SPOT6影像的渔沟地区植被覆盖度定量估算

2016-08-19 16:49:19来源:河北北方学院学报 编辑:ToMe浏览:

植被覆盖度是指植被的枝叶、冠层在生长区地面的垂直投影面积与研究区总面积的百分比。植被覆盖度是衡量一个地区地表植被状况的重要指标之一,对其进行定量研究和分析,是政府管理部门进行区域规划的重要决策依据之一。

植被指数是植被覆盖度的最佳指示因子,能有效提取植被信息,并且可以提高植被信息解译的可靠度和准确度。大量研究成果表明,归一化植被指数(normalized difference vegetation index, NDVI)能很好地反映植被类型和植被长势状况,与植被覆盖度呈正相关关系。

本文以SPOT6卫星影像为数据源,以安徽省灵璧县渔沟地区为研究区,利用NDVI和像元二分法构建植被覆盖度模型,对渔沟地区植被覆盖度进行定量反演和分级,并对渔沟地区植被覆盖情况进行定量分析,研究成果可为磬云山灵璧石国家地质公园的生态环境建设与保护研究提供基础信息。

1研究区概况与数据来源

1.1研究区概况

渔沟地区(117°33'8.93"-117°43'2.87"E,33°48'43.04"-33°57'12.41"N)位于宿州市灵璧县北部,交通优越,研究区内灵璧石资源丰富,是“天下第一石”灵璧石发源地及主产区,被评为 “中国观赏石之乡”和“磬石之乡”。本文研究区主要包括童山、渔沟镇、磬云山、狼窝山、九顶山、乌鸦山、朝阳集等在内的渔沟地区,面积为239.616平方千米。

1.2数据源及图像预处理

以SPOT6卫星影像为数据源,成像时间为2013年8月8日,轨道号为137/055,含4波段,云量为0%。在ENVI5.1中,将渔沟地区SPOT6多光谱影像首先进行辐射定标,再进行正射校正和大气校正,最后按指定经纬度对其进行裁剪,获取渔沟地区影像图,影像大小为2560X2600像元(空间分辨率为6m)其标准假彩色图见图1

2研究方法

2.1NDVI的提取

归一化植被指数是监测植被生长状况和反映植被生态环境的重要指标之一,在植被遥感研究中,NDVI是目前广泛使用的一种植被指数,其对土壤环境的变化比较敏感,在一定程度上它可消除与太 阳高度角、卫星观测角、地形、云阴影和大气条件有关的辐照度条件等影响,从而增加植被覆盖度监测的灵敏性。SPOT6卫星多光谱影像由4个波段组成:蓝色波段(0.455-0.525μm)、绿色波段(0.530-590μm)、红色波段,(0.625~695μm)和近红外波段(0.760-0.890μm)。SPOT6多光谱影像的NDVI计算公式为:

6多光谱影像的NDVI计算公式为:

式中:NIR指近红外波段的DN值,Red指红色波段的DN值。

2.2植被覆盖度(fractional vegetation coverage,FVC)的提取

为了更好地反映研究区植被的定量信息,更好地量化研究区植被覆盖演变程度,本文选择像元二分法模型来提取研究区的植被覆盖度(fractional vegetation coverage,FVC),其计算公式:

表1,鱼沟地区植被覆盖度等级区统计。

从表1中可知,渔沟地区无植被覆盖区的面积为9.895平方千米,占研究区面积的4.13%;

低植被覆盖区的面积为13.919平方千米,占研究区面积的5.81%;

中植被覆盖区的面积为20.397平方千米,占研究区面积的8.51%;

较高植被覆盖区的面积为46.592平方千米 ,占研究区面积的19.44%;

高植被覆盖区的面积为148.813平方千米,占研究区面积的62.11%。

4结论与讨论

利用像元二分法模型定量研究渔沟地区植被覆盖度的分布状况是切实可行的。渔沟地区无植被覆盖区和低植被覆盖区主要集中分布在朝阳集、渔沟镇、磬云山、狼窝山、九顶山、乌鸦山和农村居民点等地。

近年来,随着磬云山国家地质公园的建设和保护,渔沟地区生态环境得到明显的改善,较髙植被覆盖区和高植被覆盖区所占比例很大,主要分布在集镇周边地区、磬云山国家地质公园周边地区和林地地区。

研究成果可为灵璧县国土资源局和有关部门提供磬云山灵璧石国家地质公园的生态环境建设与保护研究的基础信息,也可为其他地质公园研究植被覆盖情况提供参考和借鉴。

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