基于DVI的像元二分模型反演植被覆蓋度研究

趙威成， 馬福義， 呂利娜， 葉 欣

(1.黑龍江科技大學 礦業(yè)工程學院， 哈爾濱 150022； 2.東北林業(yè)大學 林學院， 哈爾濱 150040)

0 引 言

隨著遙感技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，遙感估算法已成為植被覆蓋度(Fractional vegetation cover, FVC)估算的主要方法。目前，最常用的模型是線性光譜混合模型，若其像元組分通常只考慮植被和土壤兩種，則該模型被稱為像元二分模型，模型中植被指數(shù)參數(shù)多采用歸一化植被指數(shù)，即NDVI[1]。

研究者們對NDVI的過飽和現(xiàn)象進行了大量的探討，有學者提出當FVC達到80%～90%時，NDVI接近飽和，甚至有學者實驗表示當覆蓋度達到60%時，NDVI就已經(jīng)接近飽和了。考慮到NDVI的過飽和性對植被覆蓋度帶來的影響，筆者利用DVI嘗試改進了像元二分模型，比較并分析兩種模型的反演表現(xiàn)。以具有代表性的MODIS數(shù)據(jù)為對象進行研究，采用Landsat8 OLI傳感器的多光譜影像并利用ProSAIL 模型[2]計算30 m的FVC，升尺度到240 m作為基準數(shù)據(jù)驗證兩種像元二分模型反演結(jié)果。

1 理論模型

1.1 差值植被指數(shù)

差值植被指數(shù)(Difference vegetation index DVI)對土壤背景的變化極為敏感，式中用V表示。

V=N-R,

(1)

式中:N——在landsat8中是第5波段(0.775～0.900 μm)，在MODIS中是第2波段(0.841～0.890 μm)；

R——在landsat8中是第4波段(0.630～0.690 μm)，在MODIS中是第1波段(0.620～0.672 μm)。

1.2 DVI的像元二分模型

設(shè)不同波段的像元亮度值都是由該像元內(nèi)植被的反射亮度和非植被的反射亮度共同貢獻的結(jié)果，那么紅波段(近紅外波段)像元亮度值R(N)可由植被覆蓋部分亮度值RV(NV)和無植被覆蓋部分的亮度值RS(NS)按面積加權(quán)線性組合得到，若像元內(nèi)植被覆蓋度為f，非植被覆蓋度為1-f，則像元亮度值可表達為：

R=f×RV+(1-f)RS

,

(2)

N=f×NV+(1-f)NS

,

(3)

式中：NV——像元二分模型中NDVI的植被覆蓋亮度值；……