基于NDVI的貴州省—年植被覆蓋變化分析

胡奕+邵曉貴

摘 要：為了探究貴州省2006—2015年總體植被覆蓋狀況在時(shí)空上的變化特征，該文利用地理空間數(shù)據(jù)云提供的MODIS-NDVI影像數(shù)據(jù)，運(yùn)用GIS空間分析法計(jì)算了貴州省近10年的植被覆蓋度，從時(shí)間和空間上對(duì)貴州省植被覆蓋的變化情況做出了分析。

關(guān)鍵詞：貴州??；NDVI；植被覆蓋度

中圖分類號(hào) S812 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2017）24-0073-02

Abstract：In order to explore the temporal and spatial variation of total vegetation cover in Guizhou Province from 2006 to 2015，this paper calculated the vegetation coverage of Guizhou Province in recent ten years by using the MODIS-NDVI image data that provided by geospatial data cloud and GIS spatial analysis method. The temporal and spatial changes of vegetation cover in Guizhou Province were analyzed.

Key words：Guizhou Province；NDVI；Vegetation cover

植被是反映地區(qū)生態(tài)環(huán)境優(yōu)劣的重要指示指標(biāo)，植被在水土保持、調(diào)節(jié)氣候以及維持整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定等方面發(fā)揮重要作用[1]。而在全球氣候變化的背景下的研究植被覆蓋在區(qū)域里時(shí)空變化特征，就顯得特別重要[2]。自20世紀(jì)90年代以來，已有眾多國(guó)內(nèi)外的學(xué)者專家利用NDVI指數(shù)研究了植被覆蓋變化分方面進(jìn)行了研究[3，4]。本文利用2006年—2015年的10a的NDVI影像數(shù)據(jù)計(jì)算貴州省植被覆蓋度，旨在分析貴州省近10年總體植被狀況及覆蓋度時(shí)空變化特征。

1 貴州省自然地理概況

貴州省地處中國(guó)西南腹地，國(guó)土面積17.62km2，貴州省氣候?qū)儆趤啛釒駶?rùn)季風(fēng)氣候，多年平均氣溫15～18℃，平均相對(duì)濕度都在70%以上。地貌以山地和丘陵為主，山地和丘陵面積占到全省總面積的92.5%，是唯一沒有平原支撐的省份。植被資源豐富，植被類型主要以亞熱帶常綠闊葉林為主，根據(jù)國(guó)家林業(yè)局資料顯示，2012年貴州省全省森林覆蓋率高達(dá)42.5%。

2 數(shù)據(jù)來源與數(shù)據(jù)處理

2.1 數(shù)據(jù)來源 植被歸一化指數(shù)（NDVI）數(shù)據(jù)來源于在地理空間數(shù)據(jù)云（http：//www.gscloud.cn/），該數(shù)據(jù)是已經(jīng)作過了輻射定標(biāo)、大氣校正等預(yù)處理，分辨率為500m的MODIS合成產(chǎn)品數(shù)據(jù)，時(shí)間跨度為2006年至2015年共10期。本文研究時(shí)段全部選取為8月份的數(shù)據(jù)，因?yàn)樵谠摃r(shí)段內(nèi)，區(qū)域植被覆蓋達(dá)到1年中最高、并且時(shí)區(qū)內(nèi)云量也較少，數(shù)據(jù)誤差降低，能夠很好地反映出研究區(qū)的植被時(shí)空變化[5]。使用的空間數(shù)據(jù)來自于國(guó)家地理數(shù)據(jù)中心的中國(guó)基礎(chǔ)地理信息矢量圖（http：//www.ngcc.cn/）。

2.2 數(shù)據(jù)處理 掩模提取 用貴州省以及貴州省分區(qū)的面文件為裁剪區(qū)域范圍，對(duì)下載的NDVI柵格圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行全部或局部的遮擋進(jìn)行掩模提取裁剪區(qū)域的柵格圖像。

GIS空間分析 ArcGIS10.2中的柵格計(jì)算器可以實(shí)現(xiàn)柵格圖像的數(shù)學(xué)運(yùn)算符和數(shù)學(xué)函數(shù)的柵格運(yùn)算，加載Raster Calculator（柵格計(jì)算器）工具條，輸入NDVI圖像數(shù)據(jù)，根據(jù)植被覆蓋度計(jì)算公式[6]，計(jì)算可得到植被覆蓋數(shù)據(jù)圖。植被覆蓋度的計(jì)算公式如下：

[fc（%）=BDVI-NDVImin（NDVImax-NDVImin）×100]

式中，fc表示象元的植被覆蓋度。

3 結(jié)果與分析

3.1 貴州省NDVI時(shí)間變化分析 從圖1可以看出，2006年至2015年貴州省的NDVI總體呈微弱上升趨勢(shì)，2008年的NDVI值最低，值為0.79，2009年貴州省加強(qiáng)控制新增建設(shè)用地的規(guī)模，2009年至2010年植被覆蓋得到快速提升，在2010年超過了0.86。2012年至2013年NDVI值快速下降，到2013年NDVI為0.8，降低的主要原因是2012年貴州省在國(guó)發(fā)2號(hào)文件政策支持下實(shí)行產(chǎn)業(yè)集聚帶動(dòng)實(shí)施工業(yè)強(qiáng)省和城鎮(zhèn)化戰(zhàn)略，此后NDVI都在緩步提升。但貴州省總體NDVI值較高，10a的NDVI值一直0.79～0.87，平均植被覆蓋度達(dá)到79.9%。

3.2 貴州省植被覆蓋度空間變化分析 為了研究貴州省植被覆蓋空間變化規(guī)律，本文根據(jù)貴州的地形地貌氣候的異同，將全省劃分為3個(gè)區(qū)域，分別為西部區(qū)（包括畢節(jié)市、六盤水市、黔西南自治州）；中部區(qū)（包括遵義市、貴陽市、黔南自治州）；東部區(qū)（銅仁市、黔東南自治州）。研究表明（如表1、圖2所示）：貴州省植被覆蓋度呈東高西低的變化趨勢(shì)，東部、中部和西部平均植被覆蓋度分別為81.8%、80.3%和77.8%。

4 結(jié)論與討論

從時(shí)間上看，近10a間NDVI變化有一定的波動(dòng)性，總體呈微弱上升趨勢(shì)，先上升后降低再緩慢上升，貴州省的植被覆蓋度相對(duì)一直較高，10a間平均植被覆蓋度可達(dá)到79.9%。從空間上看，貴州省10a間植被覆蓋度呈東高西低的變化趨勢(shì)，由高到低依次為東部、中部和西部。

本研究分別從時(shí)間和空間上對(duì)貴州省的植被覆蓋變化情況作出分析，為貴州省植被和生態(tài)環(huán)境宏觀動(dòng)態(tài)變化監(jiān)測(cè)提供了重要的依據(jù)和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。但植被覆蓋是一個(gè)非常復(fù)雜的多圈層交互作用過程，本研究范圍大、時(shí)間序列較長(zhǎng)，使用的低分辨率MODIS數(shù)據(jù)，研究結(jié)果的精度存在一定的不足。

參考文獻(xiàn)

[1]張翀，任志遠(yuǎn).黃土高原地區(qū)植被覆蓋變化的時(shí)空差異及未來趨勢(shì)[J].資源科學(xué)，2011（11）：2143-2149.

[2]李雙成，趙志強(qiáng)，高陽，等.城市植被覆蓋變化可預(yù)測(cè)性及其空間格局的定量遞歸分析—以深圳市為例[J].地理研究，2008（6）：1243-1251.

[3]易湘生.青海三江源地區(qū)近50年來的氣溫變化[J].地理學(xué)報(bào)，2011，66（11）：1451-1465.

[4]李曉琴.基于遙感的北京山區(qū)植被覆蓋景觀格局動(dòng)態(tài)變化研究[D].北京：北京農(nóng)業(yè)大學(xué)，2003.

[5]劉櫟杉，延軍平.2000-2009年青海省植被覆蓋時(shí)空變化特征[J].水土保持通報(bào)，2014（4）：21-25.

[6]李海亮.基于MODIS數(shù)據(jù)的石羊河流域植被覆蓋時(shí)空變化研究[D].蘭州：西北師范大學(xué)，2009. （責(zé)編：徐煥斗）endprint