基于NDVI的南充市植被動(dòng)態(tài)變化特征分析

余林艷

(成都理工大學(xué) 四川 成都 610059)

19世紀(jì)后期以來(lái)，植被動(dòng)態(tài)變化研究就已經(jīng)由萌芽和發(fā)展階段而逐步走向成熟。隨著遙感技術(shù)朝著多時(shí)相、多傳感器、高精度方向的不斷發(fā)展以及GIS技術(shù)的不斷進(jìn)步。遙感觀測(cè)為研究地表植被覆蓋變化狀況提供了可靠的數(shù)據(jù)源。不僅遙感數(shù)據(jù)的類型日益增多，而且獲取遙感數(shù)據(jù)的方式更加方便快捷，影像圖的質(zhì)量更加精確，這使得獲取植被的NDVI數(shù)據(jù)也變得越來(lái)越容易。

一、數(shù)據(jù)與方法

(一)數(shù)據(jù)來(lái)源

Landsat-TM是現(xiàn)在利用最為廣泛的地球觀測(cè)數(shù)據(jù)之一，主要用于陸地資源探測(cè)和環(huán)境監(jiān)測(cè)?；诘乇碇脖坏膭?dòng)態(tài)變化特征，具有較高時(shí)空分辨率的衛(wèi)星遙感資料在研究大尺度地表覆蓋和植被活動(dòng)中得到廣泛應(yīng)用。本文研究中的南充市衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)來(lái)源于中國(guó)科學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心地理空間數(shù)據(jù)云平臺(tái)(http://www.gscloud.cn)，數(shù)據(jù)分別為南充市2001、2006年7月和2011年8月的Landsat5-TM遙感影像，數(shù)據(jù)類型為L(zhǎng)1T，L1T意味著此遙感影像已經(jīng)過(guò)幾何校正和輻射校正，并且通過(guò)DEM進(jìn)行了地形校正?？臻g分辨率為30m，時(shí)間分辨率為16天。

(二)研究方法

1.NDVI指標(biāo)計(jì)算方法

植被指數(shù)是選用多光譜遙感器數(shù)據(jù)，經(jīng)分析運(yùn)算，產(chǎn)生某些對(duì)植被長(zhǎng)勢(shì)、生物量等有一定指示意義的數(shù)值。是近年來(lái)隨著遙感技術(shù)的發(fā)展而興起的植被動(dòng)態(tài)研究的一種新方法。常用的植被指數(shù)為歸一化植被指數(shù)。歸一化植被指數(shù)簡(jiǎn)稱NDVI。該指數(shù)為近紅外波段和紅光波段之差與兩者之間和的比值。由于NDVI與生物量、葉面積指數(shù)有較好的相關(guān)關(guān)系，在一定程度上代表地表植被覆蓋變化。目前，國(guó)內(nèi)外的學(xué)者已提出數(shù)十種植被指數(shù)模型，其中歸一化植被指數(shù)(NDVI)是表征植被生長(zhǎng)狀態(tài)以及植被覆蓋度的最佳因子。所以本文研究選擇歸一化植被指數(shù)來(lái)研究該區(qū)域的植被動(dòng)態(tài)變化特征。

NDVI的取值范圍為-1～1之間，土壤和裸巖等的NDVI值接近于0，負(fù)值為云、水、雪，由于這里研究對(duì)象為植被，所以將這兩類統(tǒng)一劃分為水體等級(jí)。植被的NDVI值介于0～1之間，且數(shù)值越大，覆蓋率越好。提取歸一化植被指數(shù)。

NDVI=(NIR-R)/(NIR+R)

(1)

其中：NIR為近紅外波段，R為紅波段。

(NDVI)的公式為：通過(guò)此公式借助ArcGis的柵格計(jì)算器工具計(jì)算出南充市2001年、2006年、2011年的NDVI值后，分別對(duì)2001年、2006年、2011年的NDVI值進(jìn)行重分類。

二、結(jié)果與分析

(一)植被覆蓋變化趨勢(shì)分析

從植被覆蓋度趨勢(shì)圖(見圖1)中我們可以明顯看到：南充市從2001年～2006年期間，南充市的高密植被覆蓋度從30%下降到28%，中密植被覆蓋度變化不大，而相對(duì)稀疏植被覆蓋度5.8%上升至7.5%，稀疏植被覆蓋度從2.1%上升至3.5%。2006年～2011年期間，南充市的高密植被覆蓋度顯著下降到3%，高密植被覆蓋度的減少速率遠(yuǎn)大于2001年～2006年期間高密植被的減少速率；中密植被的覆蓋度相對(duì)保持穩(wěn)定，稀疏植被和較稀疏植被的覆蓋范圍大大增加，分別增至8.4%和13%，稀疏植被與相對(duì)稀疏植被的增長(zhǎng)速率大于2001年至2006年期間稀疏植被與較稀疏植被的增長(zhǎng)速率。

圖1 南充市2001～2011年植被覆蓋度趨勢(shì)圖

三、結(jié)論

(1)2001～2011年間，南充市的高密植被覆蓋度從30%下降至3%，中密植被覆蓋度保持穩(wěn)定，相對(duì)稀疏植被覆蓋度和稀疏植被覆蓋度分別從5.8%和2.1%，增至8.4%和13%。

(2)2001～2011年，南充市植被覆蓋度總體上呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。

從趨勢(shì)圖看來(lái)，南充市的植被覆蓋率總體上而言是有所減少的，除重大災(zāi)害或人為事故外，預(yù)計(jì)南充市植被的覆蓋率也許還會(huì)繼續(xù)呈現(xiàn)下降趨勢(shì)但下降的速率大大減緩。本文的最新數(shù)據(jù)為南充市2011年的Landsat5—TM影像，城市在不斷的發(fā)展，現(xiàn)在為2018年，所以南充市的植被動(dòng)態(tài)變化還需結(jié)合當(dāng)?shù)卣鎸?shí)情況來(lái)看，本文只是提供了南充市植被動(dòng)態(tài)變化的趨勢(shì)。