不同端元模型下湿地植被覆盖度的提取方法——以北京市野鸭湖湿地自然保护区为例

植被覆盖度作为反映湿地植物生长状况的重要生态学参数,在评估和检测湿地生态环境方面起着关键的作用.以华北内陆典型的淡水湿地——北京市野鸭湖湿地自然保护区为研究对象,中等分辨率的Landsat TM影像为数据源,基于线性光谱混合模型(LSMM)对研究区的植被覆盖度进行了估算.针对湿地植被类型丰富、土地利用类型多样化的特点,利用归一化植被指数(NDVI)在反映植物生长状况、覆盖程度以及区分地表覆盖类型方面的优势,通过对原始Landsat TM影像增加NDVI数据维对影像进行维度扩展,克服了传统研究中通常从Landsat TM影像上提取3-4种端元的局限,经最小噪声分离变换(MNF变换)、纯像元指数(PPI)计算以及人机交互端元选取等一系列运算,构建以陆生植物、水生植物、高反射率地物、低反射率地物、裸露土壤为组分的五端元模型来反映研究区的地物组成;同时,以原始Landsat TM影像为基础,构建植物、高反射率地物、低反射率地物、裸露土壤为组分的四端元模型.针对两种端元模型,采用全约束下的LSMM算法进行混合像元分解以获取研究区的植被覆盖度,其次辅以研究区的纯水体信息对其进行优化.精度检验采用相同时期的高分辨率WorldView-2多光谱影像来进行.研究表明:虽然四端元模型与五端元模型对植被覆盖度的估算结果在空间上具有基本一致的分布趋势,但是前者的估算结果在数值上要普遍低于后者,在研究区的水体及其附近,四端元模型难以体现水生植物的植被覆盖信息;另外,五端元模型的估算结果与检验数据的相关系数R达到0.9023,均方根误差(RMSE)为0.0939,明显优于四端元模型的R=0.8671和RMSE=0.1711.这反映了通过对影像进行维度扩展的方法来改进端元提取的数量是可行的,而由此构建的五端元模型可以更充分的反映研究区地物之间的光谱差异,从而获得更好的估算精度.     

应用混合像元分解提取胡杨覆盖度信息1）

以内蒙古荒漠地区胡杨林为研究对象,应用混合像元分解方法从TM多光谱数据中提取了胡杨林植被覆盖度,并以高分辨率Quickbird影像分割结果作为真值进行精度评价,与传统的基于植被指数提取植被覆盖度的方法进行了对比。结果表明：基于几何顶点端元选取的混合像元分解方法可以有效提取胡杨植被覆盖度（ R2＝0．893,RMSE＝0．12）,优于植被指数回归方法提取精度（R2＝0．574）。研究结果有助于开展荒漠地区较大范围的胡杨林动态监测和保护。     

塞罕坝机械林场植被覆盖度及景观格局变化分析

以塞罕坝机械林场为研究区,利用1980年、2000年、2019年3期Landsat遥感影像数据,借助ENVI 5.3、ArcGIS 10.5和Fragstats 4.2软件对研究区近40a植被覆盖度变化以及其景观格局变化进行分析.结果表明:该区域平均植被覆盖度较高,以中、高覆盖度为主;植被覆盖度空间差异明显,呈西低东高...     

基于SPOT影像的植被覆盖度遥感估算研究

植被覆盖度作为衡量地表植被覆盖的一个重要指标,对于揭示地表空间变化规律、分析评价区域土地系统具有重要的现实意义。在植被覆盖度提取中,归一化植被指数(NDVI)结合像元二分模型是关键技术。以SPOT影像为数据源,在充分考虑区域土壤和植被类型等背景基础上,对研究区植被覆盖度提取研究,为研究区提供植被覆盖度空间分布数据。实证结果表明:研究区植被覆盖度40%~80%居多,植被覆盖率较高,属稠密区,说明应用归一化植被指数结合像元二分模型对研究区植被覆盖度进行遥感估算是可行的。     

基于MODIS NDVI的文山州植被覆盖度及景观格局分析

以文山壮族苗族自治州为例,利用2001-2020年的MODIS数据,采用像元二分模型、一元线性回归分析方法,分析文山州的植被时空变化规律,在此基础上对其变异系数进行计算,观察全州20 a间的植被变化波动情况,最后对其景观格局进行综合分析。结果表明,2001-2020年文山州植被覆盖度在时间序列上整体呈增长趋势。在空间上,植被较低覆盖度区和高覆盖度区呈上升趋势,增幅达44.2%、103.6%;中覆盖度区和较高覆盖区呈下降趋势,降幅分别为59.2%、46.2%。全州有84.9%的像元处于稳定程度,整体呈平稳型。文山州在20 a间整体景观破碎度呈先减少后增加再减少最终趋于稳定,较高、高植被覆盖度为整个区域的优势区域类型;景观多样性指标在2011年达到峰值,说明景观类型在此年最为丰富;聚集度指标在2020年最大,说明2020年各景观连通性最好;同时,景观类型优势区域也由较高覆盖度区向高覆盖度区转变。     

江西省兴国县植被覆盖度及其空间格局变化

  目的  分析植被覆盖度及其空间格局的变化特征,为生态环境建设和土地利用等提供参考依据。  方法  以江西省兴国县为研究区,利用6期Landsat TM/OLI遥感数据,基于归一化植被指数的像素二分模型和景观生态学原理,分析了1988?2019年不同时期的植被覆盖度及其空间格局演变特征。  结果  ①1988?2019年兴国县植被覆盖度增加,年际植被覆盖度均值由1988年的63.89%增至2019年的79.16%;31 a间植被覆盖度增长区占总面积的72.18%,主要表现为林地、农地面积的增加,减少区占总面积的11.30%,主要表现为建设用地面积的增加;各级植被覆盖度主要呈现为朝更高级覆盖度进化演变的特征。②植被覆盖度呈中部与南部较小,东、西、北部较大的分布特征,其大小总体上与海拔高低较为吻合;31 a间植被覆盖度极度增加区主要集中在南部的龙口镇、杰村乡、社富乡等,极度减少区主要在中部的潋江镇和长岗乡。③1988?2019年植被覆盖度呈破碎化、异质性、多样性降低、空间分布不均匀的变化趋势,而聚集度呈增大趋势。不同盖度等级下的空间格局表现为极低、低、中、中高植被覆盖斑块异质性减小,斑块形状趋于简单化;高、极高植被覆盖占优势地位,其形状趋于不规则,极高植被覆盖主要以较为集中的连片形式分布。  结论  兴国县植被覆盖及其空间格局总体上向良性方向发展,有利于区域的可持续发展。土地利用类型、海拔、人类活动等因素对植被空间格局有着重要影响。图5表2参35     

基于ERDAS的肇源县植被覆盖度研究

通过利用肇源县2008~2010年三景同期TM影像数据,使用ERDAS软件首先提取植被指数(NDVI),根据像元二分法利用ERDAS的建模工具计算出肇源县的植被覆盖度,利用非监督分类方法对该县的植被覆盖度进行分类、赋色,最后得出3a闻肇源县植被覆盖度分类图,定量说明了其变化情况:肇源县农作物种植面积呈增加趋势,2009...     

1988-2009年安县山区植被覆盖度变化动态分析

利用像元二分模型对1988年、1995年、2000年、2007年和2009年5期安县山区的影像数据进行植被覆盖度估算.通过植被覆盖度变化转移矩阵总体评价21年间安县山区植被覆盖度的变化情况,并定量分析1988-1995年、1995-2000年、2000-2007年、2007-2009年四个时段的植被覆盖度变化趋势.结果表明:(1)21年间安县山区的植被覆盖改善的面积为34706 hm2,退化部分的面积为36920hm2;(2) 1988-1995年间、1995-2000年、2000-2007年及2007-2009年间安县山区整体植被覆盖度等级提高的面积为39205、51014、54316和38813hm2,退化部分的面积分别为39563、45650、55422及44271 hm2.2007-2009年此时段受汶川地震影响,地表植被结构严重破坏.利用本文的方法可达到对植被覆盖度进行反演及对该县山区生态环境的保护和可持续发展做出贡献,从而达到创建和谐社会的目的.     

福建长汀红壤区植被覆盖度变化趋势分析

福建长汀位于中国南方亚热带红壤丘陵区,水土流失、山体滑坡等自然灾害较为严重,分析当地植被覆盖度的变化趋势是评价水土流失治理及生态环境恢复的有效手段。以Landsat数据为基础,应用地理信息系统（ GIS）技术,提取福建省长汀红壤区2000－2014年的归一化植被指数（ NDVI）值,并采用像元二分模型和差值法分别对植被覆盖度、植被恢复等级进行估算。结果表明,15 a长汀红壤区NDVI呈明显上升趋势,植被覆盖度呈明显增加趋势,高植被覆盖面积增加了2132．90 km2,面积比例提高68．86％,植被变化以恢复和完全恢复为主,占全区总面积的88．07％。经过多年的治理,长汀红壤区植被覆盖状况已得到很大改善,但仍有占长汀土地总面积0．42％的区域属植被严重退化区,主要分布于汀江两岸,建议在该流域加强水土流失治理保护措施,合理生产开发利用,从而有效防治水土流失。     

中国东北地区2007-2010年植被覆盖度及其变化

为研究中国东北地区植被覆盖变化特征,基于MODIS归一化植被指数(INDV)月合成数据,利用双组分线性混合模型估算中国东北地区2007-2010年植被覆盖度(fc),并对4年间植被覆盖度时空变化规律进行分析.结果表明:(1)中国东北地区植被覆盖度整体处于较高水平,植被覆盖度平均在70%以上,并呈现出东高西低的分布特征;(2)2007-2011年,中国东北地区年最大植被覆盖度总体较稳定并有一定增长趋势,以稳定和轻微恢复为主.稳定及轻微恢复的面积占总面积的90%以上,出现了不同程度退化的面积在10%以下,主要出现在内蒙古自治区东北部以及中部,其原因与该地过度放牧等有关;(3)中国东北地区2007-2010的植被覆盖度变化波动不大,相对稳定;(4)中国东北地区2007-2010年间植被覆盖状况呈良性发展趋势.     

植被恢复对洪雅县近15年景观格局的影响

退耕还林和天然林保护等重大林业生态工程的实施对我国西部地区生态环境建设起到了积极的推动作用。植被的重建、恢复和保护,不仅改变了景观的类型组成,也强烈地影响着景观的空间构造。以四川盆地山地丘陵区边缘的四川省洪雅县为研究对象,采用景观生态学原理和方法,对工程实施前后15年来（1994—2009）洪雅县景观格局的变化进行分析,探讨了植被恢复对景观格局的影响。结果显示,林地增加、耕地和草地减少,是15年间洪雅县景观变化的主要特点。耕地的减少和林地的增加主要集中于人为活动影响更为强烈的海拔1000 m以下区域,反映了退耕还林对景观类型组成改变的巨大推动作用;海拔1500 m以上区域,更多地受到天然林保护和自然因素影响,面积变化相对稳定,景观格局空间构造方面的变化更为显著;海拔1000—1500 m区域,两种工程实施的影响交错,过程相对复杂。坡度≤5 ?的平缓地中,人为活动影响强烈,林地增加明显;而在坡度25 ?附近的坡地中,耕地较多,退耕还林潜力较大,耕地—林地转换相对其他坡度区段更为明显。总体上,林地向低海拔、缓坡度区域扩张,斑块间空隙还林面积较多,有连片发展趋势;而耕地在面积减少的同时,向低海拔、缓坡度区域收缩,斑块规模更小,格局更加破碎。     

生态植被建设对黄土高原农林复合流域景观格局的影响

自1999年以来,黄土高原大规模地实施了退耕还林工程,生态环境呈显著恢复态势。采用2002年和2008年两期Spot5遥感影像,评估了退耕还林工程实施前后黄土高原典型农林复合流域土地利用与景观格局的动态变化。结果表明:在退耕还林工程实施的驱动下,流域土地利用变化剧烈,总变化率高达36.77%,主要变化的土地利用类型包括耕地、果园、幼林地、林地等。28.95%的耕地转为其他土地利用类型,其中48.83%转为果园,44.69%转为幼林地。景观格局变化呈明显的空间分布规律,山腰缓坡区以转化为果园为主,中、高海拔多转化为幼林地。退耕后流域生态景观得以优化,呈现良好发展态势。     

景观格局定量分析方法及其应用进展

随着科学技术的发展,尤其是遥感、GIS技术及计算机技术的发展,景观格局的定量分析方法得到不断地完善。目前主要有三大类:景观空间格局指数、景观格局分析模型和景观模拟模型。它们被用来对景观格局的静态和动态进行分析,并在森林、农业、湿地、城市、区域流域景观格局中得到广泛应用,成为推动景观格局持续发展的有力研究手段。但在指标方法的选取上,不同的景观类型都各有侧重。文章在总结近10年来,景观格局定量分析方法的分类、内容及作用等研究进展的基础上,根据国内外学者在不同领域的实证研究,归纳探讨了在不同景观格局研究中对定量分析方法应用的一般规律。     

福建长汀植被覆盖度变化的主要驱动影响因子及影响力分析

运用多元线性回归和逐像元趋势分析法,并结合Arc GIS技术手段对2000—2010年福建长汀植被覆盖度变化的驱动因子及影响力进行定量分析.将影响当地植被覆盖变化的相关因素分成气象因素、非气象因素(包括地形因子、社会经济)和全变量因素分别进行分析.研究结果表明:2000—2010年,长汀植被覆盖度整体以增加为主,仅个别地区出现减少的现象;模型拟合结果显示,非气象因素整体对长汀植被盖度变化的影响大于气象因素;变量重要性研究结果表明:农作物播种面积、当地财政支出、坡度和水保活动收益是影响长汀植被覆盖度4个重要因素,进一步揭示了政策和经济因素的重要性.     

雄安白洋淀湿地景观格局分析及生态规划研究

以雄安新区白洋淀湿地为研究对象,采用地理信息遥感技术分析其1999—2017年土地利用变化特征以及驱动因素。结果表明,湿地面积从1999—2017年呈先减少后增加的趋势,总体减少了5 019.66 hm²,下降了19.35%;耕地以及裸土地面积先增加后小幅度减少;林地以及建设面积逐年增加。1999—2017年最突出的变化为耕地和裸土地的相互转化以及自然水体、人工水体和水生植被三者之间的相互转化。前中期以湿地的流出为主,2011—2017年耕地扩张得到控制,逐渐转化为耕地以及裸土地向湿地的流入。白洋淀湿地斑块数量(NP)由1999年的11 722个增加到2017年的16 720个,斑块密度(PD)则由36.08增加到51.47,白洋淀湿地的景观破碎化程度增大;面积加权平均形状指数(AWMSI)从1999—2017年呈先减少后增加的趋势,湿地的斑块形状变得复杂;香农多样性指数(SHDI)和香农均匀度指数(SHEI)逐渐增加,白洋淀湿地的土地利用越来越丰富,优势斑块的主导作用逐渐降低。气候转变、降水减少、经济发展、退耕还淀政策、城市和农业用地的扩张以及政府的引水补淀等因...     

东莞市区热力场与植被覆盖关系动态分析

用2003年和2013年东莞市区Landsat TM卫星的热红外波段数据建模,定量反演地温,研究东莞市热力场与植被指数的动态变化。结果表明:(1)东莞市区绿岛区域分布集中,其他热力场类型分布相对分散;(2)2003年热力场以中绿岛为主,2013年以弱绿岛为主,热岛效应呈缓和趋势;(3)东莞市区的南部、东部、西部植被覆盖多,中部、北部植被覆盖少;(4)2013年东莞市区植被覆盖面积比2003年增加1.35%,10年来植被覆盖率增幅不大,2013年植被覆盖率44.70%,植被指数高的地区表现为绿岛区,植被指数可反映城市的热岛效应状况。     

用植被判定流程图法从数码照片中快速提取植被覆盖度

【目的】获得一种基于数码照片的准确、快速估计植被覆盖度的方法,为农林业及生态环境管理提供参数依据。【方法】首先从具有代表性的3个省区（江苏、河南、新疆）获取地表数码照片,然后采用植被判定流程图法（VDF法）,对分别在温和及强烈阳光下拍摄的10个样本的共计100张数码照片进行处理,计算植被盖度,将其处理效果及计算结果与归一化差异指数法（NDI法）所得结果进行比较。【结果】在温和阳光照射下拍摄的数码照片,用VDF法和NDI法估计的植被覆盖度的准确度都能够达到90%以上;而在强烈阳光照射下拍摄的数码照片,用VDF法估计的植被覆盖度的准确度（90.01%～92.61%）高于NDI法（81.31%～88.34%）。【结论】相对于NDI法,VDF法是一种提取信息全面、准确、高效的基于数码照片的植被覆盖度估计方法。     

几种植被指数探测低盖度植被能力的研究

以京津源风沙治理区延庆县为例,利用2002年ETM+数据,对NDVI、RDVI、SAVI和MSAVI四种植被指数探测低盖度植被的能力进行了对比研究。并以NDVI为基础,采用混合像元分解模型,反演出基础盖度,分别建立不同VI与植被覆盖度的相关模型。通过分析不同VI随植被覆盖度增加的反映速率变化及不同覆盖条件下不同VI的取值范围的变化发现,NDVI在各盖度段数值都比较大,对低盖度植被反映最敏感,探测低密度绿色植被的能力最强,MSAVI次之,RDVI和SAVI探测低盖度植被的能力则较差。     

基于GIS的黄龙山林区森林景观格局分析

【目的】分析黄龙山林区的森林景观格局,揭示森林景观受环境因素的影响规律。【方法】以黄龙山林业局2006年森林资源二类调查数据为基础,在ArcGIS的支持下,利用Fragstats 3.3软件,采用土地利用类型和优势树种组2级景观要素,选取10个景观指数对研究区域森林景观的要素组成、斑块特征、异质性和空间分布等进行分析。【结果】在以土地利用类型和优势树种组为依据的2级森林景观类型体系中,有林地面积占黄龙山林区总面积的90%以上,是主要的土地利用类型。在以有林地为基质的森林景观格局中,栎类具有很强的优势性,呈现团聚状态;油松的异质性最高;栎类、油松、桦类处于扩张状态。【结论】黄龙山林区森林景观格局受人类活动的影响不明显,各树种斑块都分别表现出与之生态和林学特性相适应的状态。     

福州城市绿地斑块景观结构和异质性分析

对福州城区绿地生态系统景观结构和异质性进行了分析,结果表明,附属绿地数量最多,占城区绿地斑块总数的87.35%,但面积只占城区绿地总面积的14.60%;其它绿地的数量最少,但面积却占到了城区绿地总面积的31.82%;防护绿地只有25块,但面积却也占到了城区绿地总面积的23.81%.福州城区绿地生态系统斑块大小其它绿地和防护绿地平均值较大,分别达到326.2和29.30 hm2;公园绿地和生产绿地斑块平均值次之,分别是10.87和9.30 hm2,但斑块大小变化范围较大;而附属绿地斑块平均值最小,斑块大小变化范围也相对较小.总得来说,各类型的各级斑块在面积上的变化比块数上的变化要大得多.其它绿地多样性指数最低,次低的是生产绿地,最高的是附属绿地.优势度在福州城区的5个区的不同绿地中都比较小.相比之下,附属绿地的分布最为均匀.绿地分布不均衡,应加强土地规划,同时造林绿化,优化生态环境,建造具有本城区特色的景观斑块和廊道.