基于SPOT-VGT NDVI的矿区植被遥感监测方法

以SPOT-VGT NDVI为遥感数据源,结合中国北方矿区环境特点,研究矿区植被和土地荒漠化的遥感监测方法,包括时间序列数据合成、植被变化趋势分析和土地荒漠化分级3方面。对每个像素的NDVI时间序列数据进行线性拟合,据直线斜率将NDVI变化程度分为7级;依据NDVI转换得到的植被覆盖度,将矿区土地荒漠化程度分为5级。以中国西北神东矿区为例,对该文提出的方法进行验证。

基于SPOT-VGT NDVI的西藏羊卓雍错流域地表覆被变化研究

利用1998年—2007年SPOT-VGTNDVI植被指数,分析了羊卓雍错流域NDVI时空变化特征及其与主要气候因子(气温,降水)的相关关系。结果表明:时间上,流域平均NDVI年内季节变化明显,变化幅度在0.12～0.31之间,5月份开始较快上升,最高值出现在9月份。1998—2007年10年间,羊卓雍错流域NDVI的多年平均值为0.19,总体上呈缓慢上升的趋势,表明流域的生态环境有改善的趋势。从空间分布看,NDVI高值区与水源、海拔高度和植被类型有很大关系,在水源附近区域NDVI值相对较高,草甸型草场NDVI值最高。气温和降水是影响流域植被的重要气候因子,在植被生长季节月平均NDVI与上月平均气温和降水的线性相关系数分别为0.7和0.71,近年来流域的暖湿化气候变化趋势有利于流域生态环境的改善。

基于SPOT-VGT的宁夏盐池县近8年生态环境动态监测

为评价宁夏盐池县近年来生态环境质量的变化,该文利用最新的10 d合成SPOT-VGTNDVI数据,合成最大化植被指数(MNDVI)和年平均植被指数(YMNDVI),并结合盐池县的降水数据,分析了1999—2006年间MNDVI和YMNDVI的变化。同时,还用一元线性回归分析法模拟了这8年来每个像元MNDVI和YMNDVI的变化趋势。MNDVI的变化趋势显示,在1999—2006年盐池县植被出现改善的面积为6345 km2,占总土地面积的73.27%,而出现退化的面积为1449 km2,只占总土地面积的16.72%;YMNDVI的变化趋势也显示,植被出现改善的土地面积大于植被出现退化的土地面积。综合分析结果表明,宁夏盐池县1999年以来整体生态环境处于好转状态,虽然有部分年份受严重干旱影响出现植被退化,但整体上地表植被开始增加,生态环境开始改善,已扭转了20世纪90年代生态环境恶化的局面,并开始显露出一定的抵御自然灾害的能力。

基于SPOT-VGT的黄河流域植被覆盖时空演变

植被是土地覆盖中的最主要部分,是连接土壤、大气和生物等要素的自然"纽带"。植被覆盖动态变化对全球能量循环和物质循环具有重要影响,是全球变化研究的重要内容之一。黄河流域作为我国重要的粮食生产基地,其环境变化直接影响到流域经济的可持续发展。为了快速准确地提取地表植被状况,了解黄河流域生态环境,利用1998—2011年的SPOT-VGT遥感数据,结合地理信息技术,采用均值法和趋势分析法对黄河流域植被NDVI时空分布特征和变化趋势进行了动态监测。结果表明,(1)黄河流域14年NDVI均值的空间分布整体特征是东南部平原、盆地和西部山地植被状况要好于北部地区。其次,黄河流域属于干旱半干旱地区,植被发育主要依赖于水文条件,所以沿黄河干流和支流区域也具有较高的植被NDVI值。(2)黄河流域植被NDVI年均值近14年间整体呈缓慢增长趋势,1998—2000年呈现急剧减少态势,2001—2003年出现了较为快速的增长,2004—2011年又出现了较长时间的连续增长过程。(3)黄河流域植被NDVI基本不变的区域约占研究区总面积的71.13%;植被NDVI轻微改善的区域约占流域总面积的27.30%,且主要分布于流域东南部的盆地、平原和西部的山地、丘陵地区,植被NDVI退化的区域面积约占流域总面积的0.98%。黄河流域自1998年以来,植被NDVI整体在不断提高,生态环境在不断改善。

基于SPOT-VGT数据的洞庭湖水体面积变化分析

监测洞庭湖水体变化、全面了解其变化规律和演化趋势对于湖区治理和防洪减灾具有重要的现实意义。本文基于SPOT-VGT NDVI数据,采用动态阈值法提取了洞庭湖1998-2010年间逐旬水体信息,并结合历史数据分析了水体面积变化特征。主要结论如下:①动态阈值方法在长时间序列、大数据量的遥感信息提取中具有显著优越性。②洞庭湖水体面积在年内呈现明显季节性变化;在年际呈缩减趋势(丰水期);1825-2010年水体缩减呈现四个阶段,当前处于新一轮的锐减期。③基于累积降雨量数据建立的水面积预测经验模型,精度较为理想。

SPOT-VGT时序数据的土地覆盖应用

以1999年10 d最大化合成的SPOT VGT/NDVI时序数据为基础数据源,采用MNF变换和非监督分类相结合的方法进行研究区土地覆盖类型分类,提取各地物的NDVI变化曲线,并进行年内物候变化分析,从变化程度和变化类型2个方面进行植被覆盖的年际变化分析。土地覆盖信息提取和变化分析结果能很好地体现区域范围的土地覆盖及景观变化情况。结果表明,SPOT-VGT时序数据在土地覆盖研究中有着很好的应用优势和前景。

基于SPOT-VGT数据的新疆1998-2007年植被覆盖变化监测

利用1998—2007年1 km×1 km的SPOT—VGT数据,采用MVC法和差值法分析了新疆植被覆盖随时间的变化特征。通过一元线性回归法模拟了新疆维吾尔自治区年最大化NDVI的变化趋势。结果表明,过去10 a间,全疆年均最大化NDVI值略有下降;春季NDVI呈增加趋势,秋季减势显著;7月为年内植被最丰盛期,10 a间NDVI累积增长主要发生在3,4,6月份,9月份累积减量最大。模拟结果显示,全疆植被改善区域面积小于退化区域面积,植被覆盖整体上呈退化趋势;植被改善幅度较大的主要为绿洲农业区,退化趋势明显的主要为森林、草场分布的山区。

用SPOT-VGT数据制作中国2000年度土地覆盖数据

土地覆盖是自然环境与人类活动相互作用的中心,准确而现势性强的土地覆盖数据是科学研究、资源管理和环境监测等应用的基础资料。该研究作为欧盟联合研究中心2000年全球土地覆盖计划(GLC2000)的一部分,利用2000年的1km空间分辨率的SPOT-4VGTS10数据与DEM、积温和降水等通过AHP方法合成的自然因子数据,采用FAO的土地覆盖分类系统(LCCS),通过非监督分类方法制作中国2000年的土地覆盖图。研究结果表明,在HANTS方法去云处理的基础上,结合气候分区,利用一年内每10天最大值合成的NDVI时间序列自然因子数据集可对除干旱区外大部分地区进行很好的分类,对干旱区则采用8月下旬的VGT原始数据取代NDVI数据参加分类,可达到较好的分类结果。

河北省植被多时相SPOT-VGT NDVI变化及与气候因子的关系

利用1998-2012年生长季的SPOT-VGT NDVI数据集和气温降水数据,应用最大值合成法、平均值法、一元线性回归分析法、相关系数、偏差和标准差,分析了河北省植被生长季NDVI的时空变化及与气候因子的关系。结果表明:1998-2012年15年间河北省植被生长季内NDVI值呈波动上升趋势,最小NDVI值为1999年的0.49,最大NDVI值为2012年的0.59。在每年的植被生长季内,6到7月NDVI增长最快,8月达到最大值0.70,9月NDVI开始下降。河北省NDVI空间分布呈现由中部向两边减少的趋势。植被生长季NDVI 15年平均最高值达0.77,出现在燕山山脉的雾灵山附近;最低值为0.01,出现在沧州东部沿海。1998-2012年间河北省植被生长季NDVI总体上呈现增加的趋势,NDVI减少的区域占9.16%,增加的区域90.84%。生长季平均NDVI与平均降水呈正相关,R2为0.7976;与平均气温呈负相关关系,R2为0.2076。1999-2002、2006-2007年生长季NDVI均值低于15年均值,其余年份均高于15年均值。张家口中部大部分地区、承德北部和东部一小部分、沧州东部大部分地区及衡水的中北部大部分地区植被覆盖变化程度较大,其中唐山是由于NDVI下降引起的植被覆盖变化程度较大,其它地区是由于NDVI上升。

基于SPOT-VGT NDVI的恩施自治州地表植被覆盖变化分析

利用1999-2008年SPOT—VGTNDVI时间序列数据集分析了10年间恩施州植被覆盖变化，研究结果表明：恩施州植被覆盖状况在10年内有较明显的改善，NDVI年平均值从1999年的0．564增长到了2008年的0．604，99％以上的区域植被指数趋向于正向增长；东部地区植被覆盖状况优于西部地区，在全州8个县市中鹤蜂县2008年NDVI年平均值最高，利川市最低；10年间恩施州西南部的来凤县与咸丰县地表植被变化率最大，西北部的利川市与东部的巴东县和鹤峰县地表植被变化率明显落后于其他县市。区域植被监测变化表明天然林保护工程与退耕还林工程等林业工程的实施，恩施州植被覆盖状况有了较明显的提高，有效地改善了恩施州区域生态环境，区域经济社会可持续发展能力在稳步提高。

基于SPOT-VGT NDVI的陕北植被覆盖时空变化

利用1998-2010年SPOT-VGT NDVI影像对陕北地区植被的时空变化进行分析.结果表明:研究期间,陕北地区归一化植被指数(NDVI)的季相变化明显,月均最高值出现在8月、最小值出现在1月,月均值的变化幅度在0.14～0.46,NDVI月均值为0.28,其年均值总体呈上升趋势;在空间上,植被改善地区集中于陕北中南部,生态环境退化区域集中在长城以北风沙区;气温和降水是影响植被变化的重要气候因子,其与NDVI变化的相关系数分别为0.72和0.58;植被改善明显的区域主要位于坡度15°～25°的地区,反映出国家退耕还林还草工程对陕北地区生态环境的恢复和改善起到了巨大作用.

基于SPOT-VGT数据的流域植被覆盖动态变化及空间格局特征--以淮河流域为例

为探明近10多年来淮河流域的植被覆盖状况动态变化及其空间格局,本研究基于SPOT-VGT的NDVI数据和淮河流域土地利用/覆被数据,利用ArcGIS空间分析工具,设计植被动态空间计算模型,分析了1999-2007年淮河流域植被变化的时空格局,包括年内各月变化规律、年际变化趋势、不同景观类型的植被指数特征及其变化趋势等。结果表明:①SPOT-VGT数据结合GIS空间分析和建模工具,可以较好的计算和分析流域尺度的植被状况时空格局;②淮河流域绝大部分地区(71.33%)在1999-2007年NDVI有显著增加趋势,表明流域整体植被覆盖明显改善;③淮河流域NDVI年内变化曲线呈双峰型,4月份和8月份分别出现波峰,8月波峰高于4月;④淮河流域植被覆盖状况空间差异显著,NDVI多年平均值的空间格局为:平原地区较高,淮河干流北岸高于南岸;山丘区差异较大,大别山区植被指数最高,沂蒙山区植被指数最低,水土流失风险较高;大中城市及其周边地区,植被指数低;⑤不同景观类型的NDVI多年变化趋势存在一定的差异:耕地、林地、草地、盐碱地的平均值增长趋势显著且较为平稳。滩地在波动中有小幅度增长;沼泽地波动幅度最大。本研究可为淮河流域森林保育、水土流失防治等措施的制定提供科学依据。

基于SPOT-VGTNDVI的玛纳斯县植被覆盖变化分析

文中利用1999-2007年SPOT-VGT归一化植被指数,分析了天山北坡玛纳斯县NDVI的时空变化特征及其与主要气候因子（气温和降水）的相关关系。结果表明：（1）从年间变化看,1999-2007年间,玛纳斯县NDVI的多年平均值为0.17,总体上呈先下降后上升的趋势,表明玛纳斯县的生态环境有改善的趋势。从季节变化看,县平均NDVI年内季节变化明显,变化幅度在0.02~0.33之间,3月份开始上升较快,最高值出现在7月份。（2）从空间变化分布看,县域植被覆盖度均呈上升趋势,平原区和沙漠区的植被覆盖增加较大,可以看出县域在城镇绿化、基本农田保护、农田林网和防护林建设方面取得了较好的成效。（3）气温和降水是影响县域植被的重要气候因子,气温与月NDVI的线性相关系数为0.0071,降水与NDVI成指数相关,指数为0.1203。

基于SPOT-VGT可见光/短波红外波段数据对AMSR-E土壤湿度的降尺度研究

基于SPOT-VGT数据,由短波红外、红和蓝波段反射率计算了表征地表土壤湿度的可见光—短波红外干旱指数(VSDI),通过对1km空间分辨率的VSDI影像进行空间升尺度处理,采用多种函数建立了25km空间分辨率AMSR-E土壤湿度数据与VSDI指数的关系,发现二者关系最符合S型曲线模型,拟合残差在空间上呈现随机分布的特征。基于S曲线函数关系下的1km预测土壤湿度和残差值,对AMSR-E土壤湿度进行降尺度模拟,得到1km空间分辨率的土壤湿度。将原始AMSR-E土壤湿度和实测数据对降尺度结果分别比较验证后,表明基于该方法获得的土壤湿度模拟精度较高。

1998～2008年中国东部沿海植被覆盖变化特征

基于1998～2008年的SPOT-VGT数据,利用CVA、一元线性回归、Hurst指数等方法分析中国东部沿海植被覆盖变化特征及趋势,并编制植被覆盖退化特征图谱。研究表明:植被覆盖总体呈上升趋势,高变化和中变化区比例合计达26.23%;与此同时,退化区也大量分布;植被覆盖变化的自相似性和长程依赖性突出,区域尺度Hurst指数高达0.84,增长趋势可持续,像元尺度Hurst指数普遍较高,但空间格局比较复杂;未来植被覆盖趋于恶化的面积约占10.58%,三大都市圈及部分海岸带区域严重退化并将持续退化,众多中小城市周边中度退化并将持续退化。

基于变化向量分析的冬小麦长势变化监测研究

现有的农作物长势遥感监测的基本思路是利用NDVI曲线形态变化与作物苗情变化的响应关系,提取特征参数,推测作物的生长发育状况。但由于表征NDVI时间序列曲线的特征参数较多,难以对所有特征参数进行全面变化分析。本研究引进变化向量分析理论,以东部五省冬小麦为研究对象,以1999-2005年SPOT-VGT的旬最大合成NDVI数据为主要数据源,采用Savizky-Golay滤波器重构NDVI时间序列,进而构建基于变化向量分析的长势监测模型,分别对研究区的年际与年内长势变化进行时间和空间上的定量分析。研究表明,变化向量分析方法能有效地从空间域和时间域反映东部五省冬小麦长势变化规律,以单一综合性指标综合了NDVI时间序列曲线的大多数特征参数,为农作物长势遥感监测提供了一种新的研究思路。

陕北地区GIMMS、SPOT--VGT和MODIS归一化植被指数的差异分析

为了选择适合监测陕北黄土高原地区植被的最佳遥感序列数据,精确监测陕北黄土高原退耕前后的植被变化,选取GIMMS、SPOT-VGT和MODIS3种常用的遥感数据,运用相关分析和均方根误差分析方法,比较3种遥感数据在陕北黄土高原植被空间分布、归一化差异植被指数(NDVI)季节变化和年际变化3个方面的异同。结果表明:1)在植被空间分布方面,GIMMS/NDVI、SPOT-VGT/NDVI和MODIS/NDVI在大范围上的空间分布格局基本一致,但通过分布图分析可以看出,MODIS遥感数据由于其地物分辨率高及NDVI动态范围大的优点,比SPOT-VGT和GIMMS数据更适合于反映植被类型多样的陕北黄土高原地区植被的空间分布。2)在季节变化方面,3种遥感数据NDVI季节变化之间存在极显著的相关关系。其中,均方根误差分析结果表明,MODIS/NDVI与GIMMS/NDVI之间的差异明显大于MODIS/NDVI与SPOT-VGT/NDVI之间的差异;不同季节3种遥感数据NDVI差异也不同,夏季由于云雨较多,3种遥感数据NDVI之间差异最大。3)在年际变化方面,MODIS和SPOT-VGT数据反映出陕北黄土高原地区NDVI在1999—2007年间呈显著增加趋势,而GIMMS/NDVI却未呈现显著变化,说明GIMMS/NDVI在反映陕北高原地区植被年际变化方面存在显著缺陷。通过相关分析可以看出,GIMMS/NDVI和MODIS/NDVI年际变化之间的相关系数随植被覆盖度的升高而降低,尤其在针阔混交林区,其NDVI相关系数甚至为负值,表明GIMMS传感器对高覆盖度植被变化的响应不太敏感,与其他两者相比更易受水气和云的干扰。因此,GIMMS/NDVI不能作为历史均值NDVI直接应用到MODIS应用模型中,尤其在反映高覆盖度植被年际变化方面。

升金湖湿地保护区植被覆盖变化及其主要驱动因子分析

【目的】分析安徽升金湖湿地保护区植被覆盖的动态变化,研究其相关驱动因子,为该地区生态系统的可持续发展提供参考。【方法】基于SPOT-VGT的植被覆盖指数(NDVI)数据,采用最大值合成法、NDVI均值法、趋势分析法以及相关分析法,分析2000-2010年升金湖湿地保护区植被变化的时空格局。选取气温、降水量、GDP等12个指标为自变量,以NDVI值作为因变量,构建多元线性回归模型,从中筛选出影响NDVI的主要驱动因子。【结果】(1)升金湖湿地保护区的实验区植被覆盖较好,缓冲区植被覆盖良好,重点保护区域核心区植被覆盖度较低。(2)从1月到12月NDVI平均值和最大值均呈先增大后减小的趋势,其中4-9月NDVI值较高。(3)升金湖湿地保护区绝大部分地区(61.18%)NDVI在2000-2010年间有显著增加趋势,表明保护区整体植被覆盖明显改善。【结论】升金湖湿地保护区植被覆盖变化是气候变化和人类活动共同作用的结果,耕地面积对植被覆盖影响最大,气温和降水量对植被覆盖的影响弱于GDP因子。

中国东部NDVI时空变化及对东亚夏季风响应

基于SPOT-VGT NDVI、NCEP/NCAR 700 hPa经向风月平均再分析资料和东亚夏季风指数,分析了1998年4月—2008年3月期间中国东部NDVI年、季节时空变化特征及其对东亚夏季风的响应特征。结果表明,1999—2007年期间中国东部NDVI以0.07/10a速率极显著增加,在春季和夏季NDVI增加最多,而在冬季NDVI增加最少。NDVI在苏北、安徽北部和河南东部等地增加较多,而在长江三角洲和珠江三角洲一些地区减少较多。在中国东部30°N以北地区,NDVI在四季变化都较大,而在30°N以南地区,NDVI只在冬季和秋季变化较大。当夏季700 hPa平均偏南风抵达中国东部的纬度较高、东亚夏季风较强时,中国东部NDVI较高。

基于遥感的甘肃省庆阳市植被物候信息提取

以黄土高原退耕还林还草工程重点区域——甘肃省庆阳市为研究区域,利用1999—2012年的SPOT-VGT NDVI数据,采用Savitzky-Golay滤波和TIMESAT物候提取算法,得到了庆阳市近14a返青期和枯黄期数据,详细描述了庆阳市物候期时空变化格局。结果表明:庆阳地区近14a期间返青期日序位于90~188天,东南地区相对于西北地区返青期要早,表现出较强的空间差异性,枯黄期日序位于275~309天,南部地区相对北部地区枯黄期要晚;从时间上来讲,14a间,庆阳市返青期日序呈降低趋势,在一定程度上呈现出返青期的提前和枯黄期的推迟;空间上来讲,55.46%的研究区返青期变化率基本不变(-1~1d/a),49.61%的区域出现了枯黄期的推迟(1~3d/a)。研究结果与已有的研究较为一致,并详细描述了庆阳市物候期时空变化格局,可为中国北方农牧交错带生态环境评估和保护提供一定的参考。