基于遙感影像的都江堰市多植被指數(shù)的比較研究

覃發(fā)超 倪瀟倩

摘 要：植被指數(shù)是遙感領(lǐng)域中用來表征地表植被覆蓋，生長狀況的一個簡單，有效的度量參數(shù)。隨著遙感技術(shù)的發(fā)展，植被指數(shù)在環(huán)境、生態(tài)、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域有了廣泛的應(yīng)用；隨著人們對于全球變化研究的深入，以遙感信息推算區(qū)域尺度乃至全球尺度的植被指數(shù)日益成為令人關(guān)注的問題。該文主要從NDVI、RVI、DVI三種常用植被指數(shù)模型進(jìn)行分析研究，利用TM遙感影像為主要數(shù)據(jù)源，通過ERDAS IMAGINE軟件對都江堰市遙感影像圖進(jìn)行植被指數(shù)的提取以及計(jì)算，通過3種不同的植被指數(shù)進(jìn)行分析比較得出該區(qū)域的最佳植被指數(shù)。

關(guān)鍵詞：植被指數(shù) 遙感 RVI NDVI DVI

中圖分類號：P96 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）03（a）-00-04

都江堰市是具有較高知名度的國際旅游目的地，其生態(tài)環(huán)境的優(yōu)劣對其旅游形象具有直接的影響。利用遙感影像評價生態(tài)環(huán)境具有現(xiàn)勢性及快捷性的特點(diǎn)，快捷實(shí)時掌握生態(tài)環(huán)境狀況將有利于區(qū)域生態(tài)管理，也是生態(tài)調(diào)控的必要前提條件。植被指數(shù)是利用遙感影像評價生態(tài)環(huán)境優(yōu)劣的最常用指標(biāo)，學(xué)術(shù)界就植被指數(shù)提取和植被覆蓋方面做了大量研究，取得了較大的進(jìn)展，如陳吉龍做了重慶市三峽庫區(qū)植被覆蓋度的遙感估算及動態(tài)變化研究[1]；馮麗做了基于時相和波譜信息的植被信息提取研究[2]；黃浩做了基于高分辨率衛(wèi)星影像的城市植被信息提取與分析研究[3]；羅亞等研究了植被指數(shù)在城市綠地信息提取中的比較[4]；朱繼蕤做了基于遙感影像的城市植被提取研究[5]；岳文澤等基于遙感影像的植被指數(shù)研究方法述評[6]等方法研究都取得了不錯的成績。馬丹煒做了四川都江堰市青城山森林植被生態(tài)學(xué)特征的研究[7]，但目前還缺少以遙感作為技術(shù)手段進(jìn)行的研究。恰當(dāng)植被指數(shù)的選擇，是利用遙感影像研究生態(tài)環(huán)境的重要前提，其研究具有重要的方法論

意義。

1 研究區(qū)概況

都江堰市以著名的都江堰水利工程而得名，傳說夏禹治水導(dǎo)江至此而得名。1988年國務(wù)院同意撤銷灌縣建立都江堰市，由四川省直轄，是四川省最早的省直轄縣級市，同年四川省確定由原上級行政單位省會成都市代管，享受副廳級待遇（06年降格至局級），是中國國家歷史文化名城之一，以都江堰-青城山世界文化遺產(chǎn)聞名

于世。都江堰市位于成都平原西北邊緣，介于東經(jīng)103 °25'42"～103 °47'00"，北緯30 °44'54"～31 °22'9"之間。東西寬54 km，南北長68 km，地跨川西龍門山地帶和成都平原岷江沖積扇扇頂部位。市境內(nèi)地勢西北高，東南低，全市山地丘陵面積占65.79%，平壩面積占34.21%。地勢從高山、中山到低山再到平原逐級降低，海拔592～4582 m，相對高差3900 m。地勢西北高，東南低，高山、中山、低山、丘陵和平原呈階梯分布，山地、平原、水域面積大體為6∶3∶1，素有“六山一水三分田”之說。

都江堰市有豐富的自然資源，境內(nèi)生物多樣性保存完整，現(xiàn)有高等植物3012種，動物11000余種，有大熊貓、金絲猴等國家級重點(diǎn)保護(hù)動物35種和珙桐、銀杏等珍稀瀕危植物46種，動植物藥材蘊(yùn)藏量達(dá)3000萬 t，有我國離特大城市最近的360 km2原始森林，有亞洲規(guī)模最大的杜鵑專類植物園和苔蘚園。石灰石、菱鐵礦、石英砂、白云巖等礦山資源富足，岷江7大輸水干渠縱貫全境，年來水量150億 m3，水能蘊(yùn)藏量130萬 kw。

2 數(shù)據(jù)與方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

2.2 基本原理

根據(jù)地物光譜反射率的差異作比值運(yùn)算可以解譯成像區(qū)植被特征、提取植被類型或估算綠色生物量，能夠提取植被的算法稱為植被指數(shù)[8]。

根據(jù)三種不同的植被指數(shù)灰度圖，從三幅圖的屬性中可以得出3種植被指數(shù)的取值范圍，其中NDVI的取值空間為-0.14285～0.7027，RVI的取值空間為0～5，DVI的取值空間為0～104，最后根據(jù)地表覆蓋情況將都江堰市劃分為4個區(qū)域，即非植被去區(qū)、植被區(qū)、中植被區(qū)、和高植被區(qū)。

3.2 NDVI變化分析

根據(jù)NDVI的灰度圖可以看出，植被指數(shù)最高峰值出現(xiàn)在各個山區(qū)，其中青城山是都江堰著名的旅游景點(diǎn)，覆蓋茂密，環(huán)境良好，風(fēng)景優(yōu)美。而都江堰市著名的都江堰水利工程區(qū)域則植被指數(shù)出于低谷，都江堰水利工程處于居民區(qū)、建設(shè)用地等非植被區(qū)。可以看出，NDVI較高值基本上出現(xiàn)在植被覆蓋較好的山林和公園綠地一帶，其他的建筑、水域等非植被區(qū)的NDVI值都相當(dāng)?shù)玫?，指?shù)顯示的規(guī)律與桂林市實(shí)際情況相符。

4 結(jié)語

該文以都江堰TM遙感影像為數(shù)據(jù)源，通過ERDAS IMAGINE軟件對都江堰市遙感影像圖進(jìn)行三種不同的植被指數(shù)的計(jì)算（分別是NDVI、RVI、DVI 3種植被指數(shù)），通過比較得出該區(qū)域的最佳植被指數(shù)為歸一化植被指數(shù)。歸一化植被指數(shù)是一種常用的植被指數(shù)，在區(qū)別植被區(qū)與非植被區(qū)方面可以看出有比較大的優(yōu)勢，以0為閾值顯而易見。

由于TM影像的空間分辨率不高，圖像細(xì)節(jié)有點(diǎn)模糊不清，存在混合像元問題，所以制作出的植被指數(shù)圖會存在一定的誤差，但是還是可以從宏觀上對都江堰市植被情況進(jìn)行分析。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳吉龍.重慶市三峽庫區(qū)植被覆蓋度的遙感估算及動態(tài)變化研究[D].重慶：西南大學(xué)，2010.

[2] 馮麗.基于時相和波譜信息的植被信息提取研究[D].西安：西安科技大學(xué)，2009.

[3] 黃浩.基于高分辨率衛(wèi)星影像的城市植被信息提取與分析研究[D].南京：河海大學(xué)，2005.

[4] 羅亞，徐建華，岳文澤，等.植被指數(shù)在城市綠地信息提取中的比較研究[J].遙感技術(shù)與應(yīng)用，2006，21（3）：212-219.

[5] 朱繼蕤，侯宇丹.基于遙感影像的城市植被信息提取研究[J].儀器儀表與分析監(jiān)測，2010（1）：12-15.

[6] 羅亞，徐建華，岳文澤.基于遙感影像的植被指數(shù)研究方法述評[J].生態(tài)科學(xué)，2005，24（1）：75-79.

[7] 馬丹煒.四川都江堰市青城山森林植被生態(tài)學(xué)特征的研究[D].重慶：西南師范大學(xué)，2001.

[8] 韋玉春，湯國安，楊昕.遙感數(shù)字圖像處理教程[M].北京：科學(xué)出版社，2010：140-144.