基于Landsat-8的植被信息提取

(成都理工大學 四川 成都 610051)

生態文明、生態經濟建設一直是新世紀中國發展的重點方向，為了強調生態經濟與文明建設的重要性。以習近平同志為代表的中共中央更是直接提出了兩山論等開創性意見，將生態建設列入到國家下一步的發展綱要之中[1]。

植被是生態系統的重要組成部分[2]。植被的變化會不可避免的對全球的生態系統造成或大或小的影響，嚴重時它可能會對人類的發展甚至生存等產生重大威脅[3]。因此，對植被信息進行提取，以期獲得相關地區的植被覆蓋、分類和變化情況等信息的研究也能為生態文明建設提供可行性建議。

一、研究區概況

涪江的源頭為岷山雪寶峰峰頂，其位置處于四川省松潘縣與平武縣之間，全長約700公里，其流域包括綿陽、遂寧以及重慶的部分地區，并最終在重慶合川區匯入嘉陵江。研究區的地形起伏較大，總體情況為西部及北部地勢較高，南部及東部地勢較低。研究地區生物量較大，植被種類豐富，植被特征明顯，對于植被信息的提取較為有利。流域圖如圖1所示：

圖1 涪江流域示意圖

二、數據來源及處理

本次研究所用的遙感影像是從中國科學院地理空間數據云平臺上下載的Landsat-8影像，其條帶號為129，行編號為38，中心經度為104.9380，中心緯度為31.7420，Landsat-8影像的拍攝日期為2014年12月19日，當日的天氣狀況良好，影像上云量較少。

三、研究方法

(一)歸一化植被指數(NDVI)的計算

是根據植被在紅外波段的強反射和在紅波段的吸收特點，將紅外波段與紅波段進行混合運算得到的結果。其運算公式見(1)。

(1)

(二)植被覆蓋度的提取及分級

利用像元二分模型等計算方法得到的關于植被覆蓋度的計算公式如(2)所示。

(2)

在這里，根據實際情況，我們可以選擇累計概率為99%和1%的NDVI值分別作為參與計算的NDVI的最大值與最小值。對NDVI信息進行統計，得到式(3)，(4)；將(3)，(4)代入(2)中計算植被覆蓋度。

NDVlmin=0.031382

(3)

NDVlmax=0.723778

(4)

四、結果分析

(一)NDVI計算結果及分級

NDVI能夠有效的削弱太陽高度角、地形地貌、大氣條件變化帶來的誤差。因為構成NDVI的波段與植被密切相關，因此對應的NDVI能夠對植被信息進行提取研究。NDVI計算結果如圖2所示。

圖2 研究區NDVI圖像

(二)植被覆蓋度的提取及分級

根據植被覆蓋度的相關研究，本文將其分為極低覆蓋度(<10%)、低覆蓋度(10%-30%)、中低覆蓋度(30%-40%)、中覆蓋(45%-60%)、高覆蓋(>60%)5大類，分類的圖像如圖4所示。

圖3 植被覆蓋度分級圖

從結果可看出，研究區的植被覆蓋度很高，高植被覆蓋度占總面積的57.711%，中覆蓋度與高覆蓋度之和占了研究區總面積的77.025%。其中，中覆蓋度與高覆蓋度區域應該是以林地為代表的高覆蓋植被區域，低覆蓋度與極低覆蓋度上的地物則可能是水體以及因這一時刻的光照形成的陰影區以及人工建筑物等，草地則徘徊于中低覆蓋度與中覆蓋度之間。