基于TM影像的草原沙漠化植被盖度分析研究

植被盖度是草原沙漠化评价的重要指标,以TM影像为数据源,结合地面调查数据和对应点的NDVI值,建立了植被指数与植被盖度间的回归模型,利用该模型生成植被盖度分布图;同时利用前人的植被盖度计算经验公式,生成同一区域的植被盖度分布图,并分别对其植被盖度数据进行分级。对比分级结果,发现:通过大量的地面调查数据建立的盖度分析模型分类精度较高,总精度达到85.42%,而通过经验公式计算,效果相对较差,其分类精度仅有75.00%。     

毛乌素沙地17年间植被覆盖度变化的遥感监测

为揭示毛乌素沙地植被变化规律,利用归一化植被指数(NDVI)和像元分解模型,建立了TM影像尺度下的毛乌素沙地植被覆盖度遥感定量模型。在此基础上,对毛乌素沙地1990年和2007年2个时期植被覆盖的进行了等级的划分。采用转移矩阵的方法,分析了该区17年来植被覆盖度的变化趋势。研究结果表明:研究区植被覆盖类型的主体为低盖度植被(NDVI,<0.3),其面积由1990年的33176.7369km2下降为2007年的30671.6454km2,年变化率为-0.048%;中盖度(NDVI,0.3-0.6)、高盖度(NDVI,>0.6)的总面积由1990年的1313.5023km2变为2007年的3818.5938km2,年变化率分别为3.91%和3.48%。整个研究区17年间发生正向转移的面积为3209.5153km2,占总面积的9.31%;负向转移的面积为633.0195km2,占总面积的1.84%。毛乌素沙地植被覆盖状况总体呈良性转移趋势,但局部退化的问题也应该加以关注。     

干旱半干旱区土壤含水量定量反演技术研究

为系统地研究干旱半干旱区土壤含水量的反演方法,比较了目前常用的几种高光谱影像土壤含水量反演技术。结果表明:采用EO-1 Hyperion第149波段和197波段构建的光谱特征空间模型与土壤含水量值之间的R2为0.7093,两者存在良好的负相关性;土壤含水量热惯量反演模型整体拟合的R2为0.6149,与SMS拟合结果相比,效果不理想;回归分析模型中,对数变换光谱回归最优,R2值为0.6843。综合分析后,认为光谱特征空间模型对研究区土壤含水量的估测效果最佳。文中研究旨在为干旱半干旱区土壤含水量的更深入研究提供参考。     

区域归一化植被指数(NDVI)对植被光合作用响应的研究

本文通过分析 NOAA- AVHRR数据 ,对研究区冬小麦各生育期的归一化植被指数 ( NDVI)进行计算 ,表明随冬小麦生育期发展 NDVI值呈现两头低 ,中间高的情形 ,这与冬小麦生长发育状况相一致 ,也即与冬小麦群体光合作用的响应。通过理论探讨进一步分析了NDVI与植被光合速率的关系 ,表明其存在某种程度的正相关。由此可更好地为从遥感信息建立估测植被生物量的机理模型提供依据。     

农牧交错区植被覆盖度动态变化遥感监测--以宁夏盐池为例

基于植被指数(NDVI)和植被覆盖度像元分解模型,建立了TM影像尺度下的盐池县植被覆盖度遥感定量模型,在此基础上研究了盐池县1989年和2003年2个时期植被覆盖度的动态变化.结果表明:盐池县2003年低覆盖度植被明显减少,较1989年减少了1 412.52 km2,中等植被盖度较1989年明显增加,为4 672.46 km2.中等植被覆盖度、高植被覆盖度在全县比例均有不同程度的增加.研究期间,植被覆盖等级未变化面积为3 692.32 km2,主要由中等植被覆盖度构成.植被退化面积为608.61 km2,而植被恢复面积达到3 310.13 km2,是退化面积的5.4倍.并进一步分析了植被覆盖度变化的原因.     

陇东地区植被指数NDVI与降水的关系研究

利用1982～2003年NOAA/AVHRR(advanced very high resolution rediometer)资料及同期的降水资料,对甘肃省陇东地区半干旱区环县和半湿润区西峰的植被指数NDVI与不同时间尺度的标准化降水指数SPI进行相关分析.结果表明:在植被生长季,植被对降水的敏感程度半干旱区大于半湿润区;大多数月NDVI与3-SPI的相关系数较高,而与1-SPI较低;半干旱区和半湿润区NDVI的年变化幅度分别为:-12%～10%和-10%～13%,半干旱区NDVI的年变化与SPI变化趋势吻合较好,显著相关(P<0.05),而在半湿润区二者并不显著;半干旱区的年NDVI与四季降水均显著相关(P<0.05),而半湿润区年NDVI只与冬春季的降水显著相关(P<0.05).     

基于TM影像的半干旱区土地利用信息提取——以山西省定襄县为例

为了更准确提取半干旱区的土地利用信息,以山西省定襄县为研究区,利用Landsat TM影像,在主成分分析(PCA)的基础上,结合归一化植被指数(NDVI)和纹理信息,构建支持向量机(SVM)分类模型,提取研究区的土地利用信息。结果表明:与最大似然法和单纯依靠纹理特征SVM分类方法相比较,基于NDVI和纹理特征的SVM分类法的分类精度有了显著提高,分类总精度达到了84.50%,Kappa系数为0.8113。研究表明,该方法对半干旱区的土地利用信息提取较为理想。     

科尔沁沙地植被NDVI对太阳辐射照度变化的响应机制

在科尔沁沙地利用ASD光谱仪实测了7个不同植被盖度样方的反射光谱日变化,结合植被盖度与逐时太阳辐射照度数据,采用回归方法构建了不同植被盖度归一化植被指数(NDVI)与太阳辐射照度关系模型。结果表明:科尔沁沙地不同植被盖度NDVI对太阳辐射照度日变化具有相同的响应模式。NDVI在太阳辐射照度最小时段(6、16-18时)和平均时段(7-9、15时)易被高估0.03-0.14与0.02-0.08;其中盖度较低区域在太阳辐射照度最小时段(6、16-18时)NDVI被高估的幅度为0.13大于植被盖度较高的区域(0.03)。     

塔里木盆地南缘绿洲植被生境质量变化的研究——以策勒县为例

本文主要研究目的是以策勒研究区 1 990年的 LANDSAT TM图像和 1 998年的SPOT- HRV图像为基础底料编制规一化植被指数图 (NDVI) ,并根据极端干旱区绿洲特有的生态特征和已有的研究成就 ,找出植被指数灰度级与盖度级的对应关系并把规一化植被指数 (NDVI)转换成植被盖度图 ,最终利用植被盖度数字图像所提供的各盖度级的数量和空间分配状况来评价 90年至 98年期间植被环境质量的变化 ,并指出该区域环境开发和综合治理方向     

古尔班通古特沙漠SMAP土壤水分产品降尺度分析

SMAP(Soil Moisture Active Passive,SMAP)产品空间分辨率低的特征限制了在地表高异质性的干旱区沙漠稀疏植被区的适用性。考虑到干旱区沙漠植被区特殊的环境特征,在地表温度(Land Surface Temperature,LST)、归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)、数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)等传统降尺度因子的基础上,增加了与荒漠地表土壤水分关联性更强的增强型修改土壤植被指数(Enhanced Modified Soil-Adjusted Vegetation Index,EMSAVI)与比值沙地亮度指数(Ratio Sand Brightness Index,RSBI)分别作为反映研究区植被盖度和裸沙分布状况的降尺度因子,利用随机森林算法(Random Forest,RF),构建了干旱区土壤水分降尺度模型。结果表明:(1)由相关性分析可知,EMSAVI(r_干=-0.37,r_湿=-0.34)、RSBI...     

基于NDVI的干旱区典型绿洲植被覆盖动态变化分析——以策勒绿洲为例

绿洲是干旱气候特有的产物,植被变化可以很好反映绿洲的展缩,而策勒绿洲是典型的干旱区绿洲。因此,文中选取策勒绿洲两个不同时期的TM影像,通过归一化植被指数和植被覆盖度像元分解模型,研究了1990~2000年策勒绿洲植被覆盖度的动态变化。研究表明:在此期间策勒绿洲植被呈退化、绿洲缩减、荒漠化加剧;最后结合自然与社会因素对植被覆盖变化原因进行详细分析,并提出相应对策。     

黄土高原水蚀风蚀交错带植被覆盖度动态变化

以GIMMS（global inventory modeling and mapping studies）归一化植被指数（normalized difference vegetation index,NDVI）为数据源,采用像元二分模型,提取1982-2006年黄土高原水蚀风蚀交错带不同时段（1982-1989年、1990-1999年、2000-2006年）的植被覆盖度,并运用转移矩阵模型,定量分析水蚀风蚀交错带植被覆盖变化情况。结果显示：研究区植被覆盖度整体呈增加趋势,时段间先增加后减少;从植被空间分布来看,中低植被覆盖度所占比重最大,其次为低植被覆盖和中植被覆盖类型,高植被覆盖度类型所占比例最小。总体来说,从时段1（1982-1989年）到时段3（2000-2006年）研究区植被是良性发展的,虽然局部环境有一定恶化,但整体环境仍呈改善趋势。分析发现,低覆盖度植被类型重心向西南方向移动,而中高覆盖度类型和高覆盖度类型重心向东移动,反映了黄土高原西南地区宁夏、甘肃中部受降雨减少和城市化等因素的影响,在近25 a植被受到了一定破坏,而中东部吴旗、志丹、安塞、延安等地及毛乌素沙地东胜附近近年来进行的退耕还林等一系列生态建设,产生了较好的效益。     

Attribution analysis and multi-scenario prediction of NDVI drivers in the Xilin Gol grassland,China

Grassland degradation is influenced by climate change and human activities, and has become a major obstacle for the development of arid and semi-arid areas, posing a series of environmental and socio-economic problems. An in-depth understanding of the inner relations among grassland vegetation dynamics, climate change, and human activities is therefore greatly significant for understanding the variation in regional environmental conditions and predicting future developmental trends. Based on MODIS (moderate resolution imaging spectroradiometer) NDVI (normalized difference vegetation index) data from 2000 to 2020, our objective is to investigate the spatiotemporal changes of NDVI in the Xilin Gol grassland, Inner Mongolia Autonomous Region, China. Combined with 12 natural factors and human activity factors in the same period, the dominant driving factors and their interactions were identified by using the geographic detector model, and multiple scenarios were also simulated to forecast the possible paths of future NDVI changes in this area. The results showed that: (1) in the past 21 a, vegetation cover in the Xilin Gol grassland exhibited an overall increasing trend, and the vegetation restoration (84.53%) area surpassed vegetation degradation area (7.43%); (2) precipitation, wind velocity, and livestock number were the dominant factors affecting NDVI (the explanatory power of these factors exceeded 0.4). The interaction between average annual wind velocity and average annual precipitation, and between average annual precipitation and livestock number greatly affected NDVI changes (the explanatory power of these factors exceeded 0.7). Moreover, the impact of climate change on NDVI was more significant than human activities; and (3) scenario analysis indicated that NDVI in the Xinlin Gol grassland increased under the scenarios of reduced wind velocity, increased precipitation, and ecological protection. In contrast, vegetation coverage restoration in this area was significantly reduced under the scenarios of unfavorable climate conditions and excessive human activities. This study provides a scientific basis for future vegetation restoration and management, ecological environmental construction, and sustainable natural resource utilization in this area.     

基于NOAA-NDVI的河南省冬小麦遥感估产

以河南省为研究区域,利用1982-2006年冬小麦生长关键期3-5月的NOAA-NDVI数据集,结合河南省18地市冬小麦产量数据,分析了研究区NDVI与冬小麦产量的时间动态变化特征,建立了基于NDVI的冬小麦产量估算模型,并对模型进行了验证与比较。结果表明:自1982-2006年,研究区冬小麦生长关键期的NDVI和小麦产量均表现出显著增长态势;利用3月、4月、5月NDVI分别建立的冬小麦产量线性预测模型相对误差均较小,分别为-7.56%、-6.10%、-2.63%;利用不同月份组合的NDVI累积和分别建立的冬小麦产量预测模型相对误差较小,平均误差为-5.08%;利用多个月份组合的NDVI分别建立的多元线性回归模型,虽然综合考虑了冬小麦生长期,但估测精度却低于基于单月NDVI和NDVI累积所建立的模型精度。通过误差对比分析后发现,利用5月NDVI建立的冬小麦估产模型误差最小。     

Vegetation dynamics of coal mining city in an arid desert region of Northwest China from 2000 to 2019

Coal mining has led to serious ecological damages in arid desert region of Northwest China. However, effects of climatic factor and mining activity on vegetation dynamics and plant diversity in this region remain unknown. Wuhai City located in the arid desert region of Northwest China is an industrial city and dominated by coal mining. Based on Landsat data and field investigation in Wuhai City, we analyzed the vegetation dynamics and the relationships with climate factors, coal mining activity and ecological restoration projects from 2000 to 2019. Results showed that vegetation in Wuhai City mostly consisted of desert plants, such as Caragana microphylla, Tetraena mongolica and Achnatherum splendens. And the vegetation fractional coverage(VFC) and greenness rate of change(GRC) showed that vegetation was slightly improved during the study period. Normalized difference vegetation index(NDVI) was positively correlated with annual mean precipitation, relative humidity and annual mean temperature, indicating that these climate factors might play important roles in the improved vegetation. Vegetation coverage and plant diversity around the coal mining area were reduced by coal mining, while the implementation of ecological restoration projects improved the vegetation coverage and plant diversity. Our results suggested that vegetation in the arid desert region was mainly affected by climate factors, and the implementation of ecological restoration projects could mitigate the impacts of coal mining on vegetation and ecological environment.     

泾河流域不同时期土壤侵蚀状况及分区的植被建设研究

从20世纪80年代到2003年,泾河流域侵蚀呈更强的发展态势。其中,极强和剧烈侵蚀比重分别增加了1.30%和1.97%。按照侵蚀模数所属侵蚀等级,把2000年流域土地利用类型进行分类,得出以中、低覆盖度草地和丘陵耕地为主的土地利用结构是流域水土流失产生的主要原因。植被建设与恢复是缓解区域水土流失的重要途径。根据泾河流域内和流域周边25个气象站点的林地生态需水量与当地生长季降水量的匹配程度,通过插值方法,将流域分为适宜或较适宜造林区（乔灌林区）、欠适宜造林区（耐旱灌木林与高覆盖度草地区）和非适宜造林区（中覆盖度草地区）3类,结果显示,这3类区由东北向西南呈倾斜的条带状分布,分别占流域总面积的53.69%,22.16%和24.15%。为研究气候变化对植被分区的影响,分别评价了1961-1980年和1981-2004年两个时段流域林地生长季降雨量变化及对应的林地区域分异状况,结果显示：生长季降雨量整体表现为减少趋势,最大减幅在50 mm左右,总体减幅高于全年平均降水量的减幅,减幅区涉及范围较广;在局部地区降雨有所增加,最大增幅为20 mm左右,增幅区位于下游的泾阳县、淳化县以及上游的定边县,受此影响,非适宜造林区和欠适宜造林区呈现向南推进态势,适宜或较适宜造林区面积减少了11.44%。本文的研究结果可为当地植被建设提供参考。