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Landsat 8 高分二号 高分一号 SPOT-6卫星影像 法国Pleiades高分卫星 资源三号卫星 风云3号 中巴资源卫星 NOAA/AVHRR MODIS Landsat TM 环境小卫星 Landsat MSS 天绘一号卫星影像
植被覆盖度的测量可分为地面测量和遥感估算两种方法。地面测量常用于田间尺度,遥感估算常用于区域尺度。
目前已经发展了很多利用遥感测量植被覆盖度的方法,较为实用的方法是利用植被指数近似估算植被覆盖度,常用的植被指数为NDVI。下面是李苗苗等在像元二分模型的基础上研究的模型:
VFC = (NDVI - NDVIsoil)/ ( NDVIveg - NDVIsoil) (1)
其中, NDVIsoil为完全是裸土或无植被覆盖区域的NDVI值,NDVIveg则代表完全被植被所覆盖的像元的NDVI值,即纯植被像元的NDVI值。两个值的计算公式为:
NDVIsoil=(VFCmax*NDVImin- VFCmin*NDVImax)/( VFCmax- VFCmin) (2)
NDVIveg=((1-VFCmin)*NDVImax- (1-VFCmax)*NDVImin)/( VFCmax- VFCmin) (3)
利用这个模型计算植被覆盖度的关键是计算NDVIsoil和NDVIveg。这里有两种假设:
1)当区域内可以近似取VFCmax=100%,VFCmin=0%。
公式(1)可变为:
VFC = (NDVI - NDVImin)/ ( NDVImax - NDVImin) (4)
NDVImax和NDVImin分别为区域内最大和最小的NDVI值。由于不可避免存在噪声,NDVImax和NDVImin一般取一定置信度范围内的最大值与最小值,置信度的取值主要根据图像实际情况来定。
2)当区域内不能近似取VFCmax=100%,VFCmin=0%
当有实测数据的情况下,取实测数据中的植被覆盖度的最大值和最小值作为VFCmax和VFCmin,这两个实测数据对应图像的NDVI作为NDVImax和NDVImin。
当没有实测数据的情况下,取一定置信度范围内的NDVImax和NDVImin。VFCmax和VFCmin根据经验估算。
下面我们以“当区域内可以近似取VFCmax=100%,VFCmin=0%”情况下,以及整个影像中NDVIsoil 和NDVIveg 取固定值,介绍在ENVI中实现植被覆盖度的计算方法。
使用的数据是经过几何校正、大气校正的TM影像。
(1)选择Transform->NDVI,利用TM影像计算NDVI。
(2)选择Basic Tools->Statistics ->Compute Statistics,在文件选择对话框中,利用研究区地区的矢量数据生成的ROI建立一个掩膜文件。
(3) 得到研究区的统计结果。在统计结果中,最后一列表示对应NDVI值的累积概率分布。我们分别取累积概率为5%和90%的NDVI值作为NDVImin和NDVImax。这里得到:
NDVImax=0.522991
NDVImin=0.031766
(4) 根据公式(4),我们可以将整个地区分为三个部分:当NDVI小于0.031766,VFC取值为0;NDVI大于0.522991,VFC取值为1;介于两者之间的像元使用公式(4)计算。利用ENVI主菜单->Basic Tools->Band Math,在公式输入栏中输入:
(b1 lt 0.031766)*0+(b1 gt 0.522991)*1+(b1 ge 0.031766 and b1 le 0.522991)* ((b1-0.031766)/ (0.522991-0.031766)
b1:选择NDVI图像
(5) 得到一个单波段的植被覆盖度图像文件,像元值表示这个像元内的平均植被覆盖度。在Display显示。
(6) 选择Tools->Color Mapping->Density Slice,单击Clear Range按钮清除默认区间。
(7) 选择Opions->Add New Ranges,根据上面的对照表依次添加10个区间,分别为每个区间设置一定的颜色,单击Apply得到如下的植被覆盖图。
植被覆盖度遥感估算结果
其他情况下的操作流程基本类似。