蘭坪縣26a植被指數(shù)變化的回歸分析

田淑靜　田九玲

摘 要：根據(jù)長(zhǎng)時(shí)間序列中國(guó)植被指數(shù)數(shù)據(jù)集（GIMMS AVHRR NDVI），分析了蘭坪縣1981—2006年的NDVI變化趨勢(shì)，對(duì)該縣NDVI均值進(jìn)行了一元線性回歸分析。研究表明：蘭坪縣NDVI均值整體呈下降趨勢(shì)，斜率為-0.0017，其植被狀況為輕微退化。

關(guān)鍵詞：GIMMS NOAA NDVI；蘭坪縣；回歸分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.23.193

1 引言

植被的生長(zhǎng)狀況可以一定程度的反應(yīng)某區(qū)域的生態(tài)狀況，而且植被在不同的季節(jié)，不同的年份其生長(zhǎng)狀況也是不相同的，所以植被在某些程度上能體現(xiàn)出土地覆蓋的變化。歸一化植被指數(shù)（Normalized Difference Vegetation Index，NDVI）是用不同波段計(jì)算出來(lái)的，目前監(jiān)測(cè)植被變化的主要指標(biāo)就是NDVI，并且GIMMS NDVI數(shù)據(jù)集，覆蓋年份廣，而且其數(shù)據(jù)質(zhì)量也適合分析大面積植被狀況[1]。

本文借助AVHRR NDVI數(shù)據(jù)集，分析了蘭坪縣的年均植被指數(shù)變化趨勢(shì)，旨在發(fā)現(xiàn)人類開(kāi)采鉛鋅礦的活動(dòng)對(duì)植被生長(zhǎng)狀況的影響。

2 研究區(qū)概況

蘭坪縣，隸屬云南省怒江傈僳族自治州，其處于怒江州橫斷山脈縱谷地帶，屬于河谷氣候。蘭坪縣森林資源豐富，山林面積占全縣面積70%以上，森林覆蓋率比較高，約為68.4%，同時(shí)蘭坪的鉛鋅礦規(guī)模也比較大，故本文旨在利用蘭坪縣26年植被指數(shù)的變化來(lái)監(jiān)測(cè)開(kāi)采鉛鋅礦對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響。

3 數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

3.1 數(shù)據(jù)與預(yù)處理

本文所使用的26a遙感數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)來(lái)源于"中國(guó)西部環(huán)境與生態(tài)科學(xué)數(shù)據(jù)中心"的GIMMS（Global Inventory Modeling and Mapping Studies）AVHRR NDVI數(shù)據(jù)集。其時(shí)間分辨率為15天，空間分辨率為8km。故26a總共有624幅影像。NDVI的結(jié)果限定于-1～1之間，大于零的部分表明地表有植被覆蓋，值越大，說(shuō)明植被覆蓋度越高。

GIMMS AVHRR NDVI數(shù)據(jù)集主要覆蓋中國(guó)及周邊幾個(gè)國(guó)家的地區(qū)，為了更加準(zhǔn)確的分析蘭坪縣NDVI的變化，故在Arcgis中提取蘭坪縣矢量圖，用蘭坪縣的矢量數(shù)據(jù)對(duì)GIMMS AVHRR NDVI數(shù)據(jù)集進(jìn)行裁剪，對(duì)裁減的數(shù)據(jù)進(jìn)行最大值合成，因?yàn)檫b感數(shù)據(jù)是15天分辨率，故本文采用最大值合成方法將每年的24幅遙感影像進(jìn)行預(yù)處理，得到1981-2006期間26幅遙感影像，其可以代表26年蘭坪縣植被覆蓋情況。

3.2 研究方法

兩個(gè)變量有的可以用具體的公式確定的，還有的是兩個(gè)變量不能用一個(gè)函數(shù)來(lái)表現(xiàn)出來(lái)，回歸分析模型是研究不能用具體的公式體現(xiàn)變量之間關(guān)系的統(tǒng)計(jì)模型[3]。一元線性回歸分析可以模擬蘭坪縣26a NDVI的變化趨勢(shì)，最小二乘法為最普遍與常用的方法，其思想是用所提供的數(shù)據(jù)去擬合一條直線。回歸直線的斜率反映了在研究的時(shí)間內(nèi)，該地區(qū)NDVI值的變化趨勢(shì)。如果直線斜率大于零，表明該地區(qū)植被生長(zhǎng)狀況向好的方面發(fā)展，若直線斜率小于零，則表示該期間植被狀況變差[4]。

4 蘭坪縣年際NDVI變化分析

蘭坪縣國(guó)土面積4388平方公里，對(duì)影像進(jìn)行裁減后，該區(qū)域有78個(gè)像元，在matlab軟件中處理ENVI中轉(zhuǎn)換的最大值合成影像的txt文件，可以得到蘭坪縣26年間每年植被指數(shù)平均值，對(duì)26個(gè)數(shù)據(jù)用線性回歸方法進(jìn)行分析，可以得到蘭坪縣年均NDVI在26a間的變化趨勢(shì)（圖1）。線性回歸直線的斜率為-0.0017，表明26年間蘭坪縣植被呈輕微退化的現(xiàn)象[2]。

由圖1可以看出蘭坪縣NDVI值呈遞減的發(fā)展趨勢(shì)。26a蘭坪縣植被指數(shù)呈下降的趨勢(shì)與其鉛鋅礦的開(kāi)采是分不開(kāi)的，滇西蘭坪金頂超大型鉛鋅多金屬礦床是我國(guó)最重要的鉛鋅礦產(chǎn)集中開(kāi)發(fā)區(qū)之一，始于20世紀(jì)80年代的礦業(yè)開(kāi)發(fā)活動(dòng)逐漸增強(qiáng)，導(dǎo)致該區(qū)土壤污染問(wèn)題不斷加重[5]，以至于引起產(chǎn)生植被狀況輕微退化的現(xiàn)象。

5 結(jié)論

對(duì)蘭坪縣NDVI值進(jìn)行線性回歸分析，可以明顯的描述植被在26年的變化情況，通過(guò)回歸分析可以看出植被呈退化的趨勢(shì)發(fā)展；研究中存在的不足，由于目前對(duì)蘭坪縣鉛鋅礦地區(qū)的矢量數(shù)據(jù)搜索不足，所以無(wú)法直接分析鉛鋅礦地區(qū)以及其緩沖區(qū)的植被變化，有待今后繼續(xù)深入研究。

參考文獻(xiàn)：

[1]方精云，樸世龍，賀金生等.近20年來(lái)中國(guó)植被活動(dòng)在增強(qiáng)[J].中國(guó)科學(xué)，2003，33（06）：545-565.

[2]馬保東，陳紹杰等.基于SPOT-VGT NDVI的礦區(qū)植被遙感監(jiān)測(cè)方法[J].地理與地理信息科學(xué)，2009，25（01）：84-87.

[3]張忠占，徐興忠.應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008：168-178.

[4]李震，閻福禮等.中國(guó)西北地區(qū)NDVI變化及其與溫度和降水的關(guān)系[J].遙感學(xué)報(bào)，2005，9（03）：308-313.

[5]程先峰，宋婷婷等.滇西蘭坪鉛鋅礦區(qū)土壤重金屬含量的高光譜反演分析[J].巖石礦物學(xué)雜志，2017，36（01）：60-69.

作者簡(jiǎn)介：田淑靜（1989-），女，河南濮陽(yáng)人，碩士研究生，助教，主要從事從事測(cè)量、遙感理論教學(xué)和遙感礦區(qū)生態(tài)環(huán)境變化研究。endprint