植被指数在草地遥感中的应用初探

植被指数是反映植被在可见光、近红外波段反射与土壤背景之间差异的指标,在一定条件下能定量说明植被的生长状况。随着遥感技术的发展,植被指数作为表征地表植被覆盖和生长状况的度量参数,已经在环境、生态、农业等领域有了广泛的应用。分析了植被指数原理的基础上,对具有一定代表性的植被指数的机理、分类、特点以及适用条件进行了评述,综述了在草地遥感中植被指数的应用领域的研究现状,总结了在草地遥感中应用植被指数现存的实际问题。     

降水对内蒙古草原植被生长的影响

为了解降水对草地植被生长的影响和草地植被变化的关键因子,以1982—2015年间内蒙古草地为研究对象,应用植被指数、降水和草地类型数据,采用皮尔逊相关系数和滞后系数方法,分析内蒙古地区不同草原类型归一化植被指数的降水滞后性.结果表明:(1)草地年降水量由大到小依次为:草甸草原(477.39 mm)、典型草原(391.52 mm)、荒漠草原(247.41 mm),草甸草原7月份降水量达到最大值,而荒漠草原8月份降水量达到最大.(2)草甸草原、典型草原、荒漠草原的归一化植被指数呈现单峰变化规律,荒漠草原的归一化植被指数变化不显著,整个生长季的归一化植被指数波动不大;不同草原类型的年均归一化植被指数值由大到小依次为:草甸草原(0.33)、典型草原(0.23)、荒漠草原(0.14).(3)生长季草原植被归一化植被指数与降水显著相关,草原植被生长对降水存在明显的滞后性,不同月份滞后时间存在差异.9月份草原植被生长对降水的滞后时间为2个月,5—8月份草原植被生长对降水的滞后时间为1个月左右,4月份草原植被生长对降水的滞后不明显.滞后月份降水和归一化植被指数相关系数和显著相关面积占比由大到小的顺序为:荒漠草原、典型草原、草甸草原.因此,归一化植被指数变化(草原植被生长)对降水存在明显的滞后性,可以有效预测牧草的长势和干旱情况.     

三江源天然草地TM影像植被指数分析

应用归一化差值植被指数（NDVI）、土壤调节植被指数（SAVI）、修正后的土壤调节植被指数（MSAVI）、植被信号与土壤噪音之比（S/N）4种指数研究三江源49种草地类型TM影像,结果为该地区草地类型的遥感识别分类提供信息和依据。     

SAR 遥感指数研究进展

【目的】指数作为遥感信息的一种有效描述,在对大气、海洋、土壤和植被等进行定性、定量评估时具有重要意义。【方法】合成孔径雷达(SAR)技术利用微波与地表相互作用过程感测地表,SAR遥感拥有丰富的地表散射强度和相位信息,具有一定物理意义又高度综合表征地物信息的SAR遥感指数便于SAR遥感技术的业务化应用,文章通过文献调研,对SAR遥感指数及其在土壤表面状况监测、植被生长状况监测和植被信息快速提取中的应用研究现状进行分析。首先对SAR相关指数进行整理,根据反映的地表覆被状况将其划分为土壤指数与植被指数两大类型;然后,分别针对SAR遥感中具体的土壤指数和植被指数,从指数定义、物理意义、应用和精度等方面分析其优缺点。【结果/结论】国内外学者对SAR遥感指数开展了众多研究,但目前SAR遥感指数还存在一些问题,在未来的研究中,需要充分挖掘多模式、多极化、多波段、多时相SAR遥感数据的丰富信息,融合光学遥感及其他数据,从机理出发,构建更多物理意义明确的SAR遥感指数。     

基于MODIS-NDVI的草地长势变化监测——以锡林郭勒盟为例

基于锡林郭勒盟2002-2006年MODIS的影像数据,提取植被指数NDVI,采用最大值合成法得到旬度植被指数NDVI数据,结合地面实测数据判断锡林郭勒盟的各类草地在空间上的分布情况,结果表明根据植被指数判断的植被分类情况和全盟的植被实际分布状况基本一致。在此基础之上利用两年旬度植被指数NDVI的差值研究锡林郭勒盟草地的长势变化情况,结果表明,2002-2006年植被状况在逐渐变好。这说明植被指数可以很好反映全盟的植被长势变化状况,该方法是动态监测全盟植被长势的有效方法。     

不同生长期杉木植被指数与蓄积量的关系

处于不同生长期的人工杉木林,其各种生物量的生长和呈现的植被光谱区别较大。利用野外林木的样地实测数据和QuickBird遥感影像呈现的植被光谱,从高分辨率遥感影像获取一系列植被指数,评价不同生长期的人工杉木林的生长状况。结果表明:多个植被指数与蓄积量存在显著的正相关关系,其中比值植被指数(RVI)与蓄积量的相关性大于归一化植被指数(NDVI)、环境植被指数(EVI)和归一化差异绿度指数(NDGI),特别是在杉木处于速生阶段时,可将比值植被指数作为其它估测模型的一种验证。     

呼伦贝尔草原植被覆盖度地面实测与遥感估算研究

以内蒙古呼伦贝尔草原为研究区,共选择放牧区和非放牧区的47个观测样地,利用数码相机获取草地冠层照片,利用HLS彩色变换与RGB结合法及其他方法分别提取植被覆盖度。结果表明:本文发展的HLS彩色变换与RGB结合法提取的植被覆盖度的平均精度达85.85%,仅次于最大似然监督分类法。基于本文方法提取的实测点草地植被覆盖度与Landsat-5 TM影像计算的6种植被指数均有较好的正相关关系,其中与减小的比值植被指数(RSR)的相关性最高,从而建立了植被覆盖度遥感估算模型。遥感估算的研究区植被覆盖度空间差异明显,大部分草地植被覆盖度在0.7～0.9之间,而放牧区的草地植被覆盖度大多在0.5～0.7之间。     

基于CBERS-02卫星遥感图像海岛棉与陆地棉植被指数的对比

随着遥感技术的发展,植被指数作为用来表征地表植被覆盖和生长状况的度量参数,已经在环境、生态、农业等领域有了广泛的应用。本文利用中巴资源卫星CBERS-02星CCD1-5波段遥感图像,比较了海岛棉与陆地棉5种植被指数(比值植被指数RVI,归一化差异植被指数NDVI,红色植被指数R I,转换型植被指数TVI,归一化差异绿度指数NDG I)的差异。结果表明:海岛棉与陆地棉的5种植被指数差异均未达到显著性水平(P>0.05);海岛棉与陆地棉之间比值植被指数RVI差异最大,而转换型植被指数TVI差异最小;在阿拉尔垦区利用7月份CBERS-02卫星遥感图像植被指数的差异很难区分出海岛棉与陆地棉。     

基于遥感的农业干旱监测模型研究

依据干旱监测的原理,从土壤水分、植被指数、表面温度、要素综合等角度出发,对现有主要农业干旱遥感监测模型进行归纳总结,分析了各种方法的优缺点,以及各自的适用范围;重点分析了条件植被温度指数、温度-植被干旱指数,指出它们应看作是对归一化温度指数的简化处理,兼具实用性和一定的监测精度,在业务应用中有一定的推广价值,并预测了未来遥感干旱监测的发展方向和目标。     

基于CHRIS/PROBA的植被叶面积指数估算模型研究

选用江西省余干县多角度高光谱遥感数据CHRIS/PROBA,提取了5种植被指数(VI),即归一化植被指数(NDVI)、垂直植被指数(PVI)、调整土壤植被指数(MSAVI)、比值植被指数(RVI)、大气阻抗植被指数(ARVI),与地面实测的植被叶面积指数进行了回归分析,建立300个LAI-VI关系模型。结果表明:在所有的模型中,从5个角度来看,0°提取叶面积指数效果最好,R2=0.591,RMSE=0.650;-55°提取叶面积指数效果最差,R2=0.551,RMSE=0.821;从植被类型来看,针阔林最好,其次为阔叶林、灌木、针叶林和草地;从植被模型种类来看,指数模型好于一次回归模型;从植被指数来看,PVI最好,其次为MSAVI、NDVI、RVI、ARVI。在LAI-VI关系建模过程中,基于多角度高光谱遥感数据提取植被指数,有利于充分挖掘遥感影像信息,能够提高LAI估算精度。     

基于归一化植被指数估算黑河中游地区植被生态耗水量

【目的】准确估算黑河流域中游地区植被生态耗水量,为流域生态保护和水资源配置提供科学参考。【方法】借助卫星遥感、GIS等技术,利用2011年5-9月黑河中游地区的归一化植被指数(I_(NDV))数据,将其与同期土地覆被和气象数据相结合,采用植被指数法对黑河中游地区植被生长季的生态耗水量进行计算和分析,利用2008年同地同期数据资料进行检验。【结果】黑河中游地区林地蒸散发量214.2~343.9mm,草地蒸散发量为213.1~269.8mm;区域植被生态耗水量为5.812 8亿m~3,其中林地生态耗水量为0.474 2亿m~3,草地生态耗水量为5.338 6亿m~3,计算结果与地面观测数据较为一致。【结论】用植被指数法估算植被生态耗水量比较简易、准确、可靠,在干旱地区生态研究中具有适用性。     

植被覆盖区VIIRS与MODIS遥感指数的相关性

连续一致的遥感植被指数是获取地表植被动态变化的基础和前提。MODIS遥感指数具有较高时间分辨率且记录时间长,是快速、大面积获取植被信息的重要数据。然而,MODIS处于超期服役阶段,VIIRS是MODIS传感器的继承和发展,研究2种传感器同类植被指数的关系,以实现二者的联合应用,具有重要的应用价值。采用探索性数据分析方法,探究植被覆盖区VIIRS NDVI和MODIS NDVI的定量关系,结果发现:农田、林地、草地的VIIRS NDVI和MODIS NDVI均表现出显著的线性相关,相关系数最高可达0.96(P0.01),均值在0.8以上。经验证,面向农田、林地和草地的综合模型能精确反映植被区VIIRS NDVI和MODIS NDVI的线性关系。农田、林地、草地的MODIS NDVI的时序特征和综合模型反演NDVI的时序特征具有一致性,综合模型可有效应用于两者间的转换和时序应用。     

基于MODIS遥感数据的贵州省森林物候监测

以贵州省森林植被为研究对象，基于对MODIS卫星遥感影像的分析，探讨了遥感监测手段在区域尺度上提高森林植被物候监测精细程度的可能性。结果表明：通过分析比较归一化植被指数(NDVI)、增强植被指数(EVI)、相对绿度指数(Gcc)、绝对绿度指数(ExG)等不同植被指数，发现增强型植被指数(EVI)更能表达森林植被物候变化趋势；采用S-G滤波及动态阈值法提取物候关键期，发现贵州省森林植被物候变化趋势呈现西部地区植被生长开始期晚于东部地区，结束期早于东部地区，整个植被生长季长度西部短于东部；基于EVI的贵州省森林物候空间分异规律总体上不明显，仅纬度与生长开始期(SOS)和生长季长度(LOS)相关性显著，经度海陆地带性及海拔垂直地带性差异不显著。     

天然草地牧草产量与气象卫星植被指数的相关分析

采用多年牧草产量资料和ＮＯＡＡ／ＡＶＨＲＲ资料,计算不同试验区和主要天然草地类型牧草产量与卫星植被指数的相关系数。结果表明用ＮＯＡＡ／ＡＶＨＲＲ植被指数对大面积草地生产的遥感监测效果较好,按草地类型划分,产量较高的草甸、草原与气象卫星植被指数的相关系数比产量较低的草原及荒漠与气象卫星植被数的相关系数大,且都通过显著性检验。对草甸草地和草原草地的监测效果比对茺漠草地监测效果好。     

基于遥感影像的植被覆盖度提取方法研究综述

近年来针对特定区域的植被生长状况研究中,通过遥感影像进行植被覆盖度提取和估算成为热门且高效的方法。然而,目前针对该提取和估算还没有一个较为系统性和科学性的总结和分类。鉴此,本文分类归纳了当前利用遥感影像提取植被覆盖度的3种主流方法,包含基于模型法、基于植被指数法、基于深度学习法,并分别进行阐述和比较;阐明使用这3种方法进行植被覆盖度提取时存在的影响因子、优缺点以及适用范围。     

中国北方农牧交错带草地植被波动理论与实践

植被波动是植被动态学的重要组成部分,中国北方农牧交错带草地植被波动特征较南方森林群落波动存在较大差异.该文在生态学、统计学的基础上,结合草地植被特征,对草地植被波动及波动率进行定义,并首次组建了草地植被波动测度公式,同时采用专家评分法确定波动系数.在波动率公式构建的基础上,以宁夏盐池县为例,研究北方农牧交错带草地植被数量波动及波动率.结果表明,盐池县2002—2006年草地植被波动率正向波动2003年最大,为0.685,是近年来植被生长状况最好的一年;负向波动以2005年的-1.098的绝对值最大,表明2005年是近年来植被生长状况最差的一年.      

基于TM影像和SPSS软件天然草地植被指数及相关性分析

为了研究乌兰县天然草地植被指数特征,利用比值植被指数(RVI)、归一化植被指数(NDVI)、差值环境植被指数(DVI)、土壤调节植被指数(SAVI)、修正后的土壤调节植被指数(MSAVI)5种植被指数和植被信号与土壤噪音之比(S/N)对研究区天然草地植被指数进行研究,结果表明研究区天然草地植被覆盖度普遍表现不佳。这说明对研究区天然草地资源的利用应该慎重,并且应重视其生态价值。     

高光谱遥感在植被理化信息提取中的应用动态

概述了高光谱遥感信息的处理方法,综述和总结了高光谱遥感在植被生物物理和生物化学信息提取等方面的应用及国内外研究进展,阐述了植被指数应用的可行性,在此基础上指出高光谱遥感在提取植被信息过程中存在的问题及其发展前景。     

典型草地地上生物量遥感反演模型的建立

利用新疆阿勒泰地区富蕴县2011年9月野外典型草地地上生物量采样数据和同期接收的环境减灾卫星(HJ1A-CCD1)的遥感图像数据,分析了归一化植被指数(NDV)I、比值植被指数(RV)I与实测草地地上生物量的一元线性和非线性回归模型,并对不同回归模型进行分析比较。研究表明:植被指数NDVI与实测草地地上生物量之间存在较好的相关性;所建遥感植被指数与草地地上生物量的回归模型中,指数回归模型(y=3.716e26.758x,R2=0.815)最适合于监测草地地上生物量的遥感反演模型,并分析了该区域地上生物量的空间差异性。     

高光谱遥感技术及其在草地及植被中的应用

随着高光谱遥感技术的发展及其自身的优点,其在植被中的应用备受关注。概括高光谱遥感技术的原理及相关植被指数,着重介绍高光谱技术在植被生长信息检测、产量预测、养分诊断等方面的应用,明确其在草地碳储量研究中的必要性以及相关研究进展,并提出今后的研究方向和应用前景。