蘭坪縣26a植被指數變化的回歸分析

田淑靜　田九玲

摘 要：根據長時間序列中國植被指數數據集（GIMMS AVHRR NDVI），分析了蘭坪縣1981—2006年的NDVI變化趨勢，對該縣NDVI均值進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，斜率為-0.0017，其植被狀況為輕微退化。

關鍵詞：GIMMS NOAA NDVI；蘭坪縣；回歸分析

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

1 引言

植被的生長狀況可以一定程度的反應某區域的生態狀況，而且植被在不同的季節，不同的年份其生長狀況也是不相同的，所以植被在某些程度上能體現出土地覆蓋的變化。歸一化植被指數（Normalized Difference Vegetation Index，NDVI）是用不同波段計算出來的，目前監測植被變化的主要指標就是NDVI，并且GIMMS NDVI數據集，覆蓋年份廣，而且其數據質量也適合分析大面積植被狀況[1]。

本文借助AVHRR NDVI數據集，分析了蘭坪縣的年均植被指數變化趨勢，旨在發現人類開采鉛鋅礦的活動對植被生長狀況的影響。

2 研究區概況

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%，同時蘭坪的鉛鋅礦規模也比較大，故本文旨在利用蘭坪縣26年植被指數的變化來監測開采鉛鋅礦對生態環境的影響。

3 數據來源與研究方法

3.1 數據與預處理

本文所使用的26a遙感數據數據來源于"中國西部環境與生態科學數據中心"的GIMMS（Global Inventory Modeling and Mapping Studies）AVHRR NDVI數據集。其時間分辨率為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，說明植被覆蓋度越高。

GIMMS AVHRR NDVI數據集主要覆蓋中國及周邊幾個國家的地區，為了更加準確的分析蘭坪縣NDVI的變化，故在Arcgis中提取蘭坪縣矢量圖，用蘭坪縣的矢量數據對GIMMS AVHRR NDVI數據集進行裁剪，對裁減的數據進行最大值合成，因為遙感數據是15天分辨率，故本文采用最大值合成方法將每年的24幅遙感影像進行預處理，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

兩個變量有的可以用具體的公式確定的，還有的是兩個變量不能用一個函數來表現出來，回歸分析模型是研究不能用具體的公式體現變量之間關系的統計模型[3]。一元線性回歸分析可以模擬蘭坪縣26a NDVI的變化趨勢，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據去擬合一條直線。回歸直線的斜率反映了在研究的時間內，該地區NDVI值的變化趨勢。如果直線斜率大于零，表明該地區植被生長狀況向好的方面發展，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

蘭坪縣國土面積4388平方公里，對影像進行裁減后，該區域有78個像元，在matlab軟件中處理ENVI中轉換的最大值合成影像的txt文件，可以得到蘭坪縣26年間每年植被指數平均值，對26個數據用線性回歸方法進行分析，可以得到蘭坪縣年均NDVI在26a間的變化趨勢（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象[2]。

由圖1可以看出蘭坪縣NDVI值呈遞減的發展趨勢。26a蘭坪縣植被指數呈下降的趨勢與其鉛鋅礦的開采是分不開的，滇西蘭坪金頂超大型鉛鋅多金屬礦床是我國最重要的鉛鋅礦產集中開發區之一，始于20世紀80年代的礦業開發活動逐漸增強，導致該區土壤污染問題不斷加重[5]，以至于引起產生植被狀況輕微退化的現象。

5 結論

對蘭坪縣NDVI值進行線性回歸分析，可以明顯的描述植被在26年的變化情況，通過回歸分析可以看出植被呈退化的趨勢發展；研究中存在的不足，由于目前對蘭坪縣鉛鋅礦地區的矢量數據搜索不足，所以無法直接分析鉛鋅礦地區以及其緩沖區的植被變化，有待今后繼續深入研究。

參考文獻：

[1]方精云，樸世龍，賀金生等.近20年來中國植被活動在增強[J].中國科學，2003，33（06）：545-565.

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

[3]張忠占，徐興忠.應用數理統計[M].北京：機械工業出版社，2008：168-178.

[4]李震，閻福禮等.中國西北地區NDVI變化及其與溫度和降水的關系[J].遙感學報，2005，9（03）：308-313.

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

作者簡介：田淑靜（1989-），女，河南濮陽人，碩士研究生，助教，主要從事從事測量、遙感理論教學和遙感礦區生態環境變化研究。endprint