基于归一化算法遥感解译的植被覆盖分析

洪明海

摘 要：为分析植被覆盖情况进而对区域环境进行评价和改进，文章利用ERDAS软件对其IMG图使用归一化植被指数法（NDVI）进行计算。结合计算所得的植被覆盖指数IMG图、解译的植被覆盖图和所提取的植被分区面积，进行分析，结果表明：该地区的绿地植被覆盖（包括高覆盖地、中覆盖、低覆盖地、有林地、灌木丛以及其他林地）面积为9568.50公顷，占到总面积的42.68%，同时在解译图中可以清楚地看出此地区的水体流域分布情况，其面积为3446.03公顷，占15.37%。通过资料比对，利用遥感解译的方法和实地基本一致，水体、高覆盖地区域等的面积也高度吻合。这表明，通过遥感解译，我们可以方便地对某片地区进行植被的环境分析和评估，而不需要进行大量而复杂的实地考察，这在应用实践中具有良好的实用价值和经济效果。

关键词：归一化植被指数；植被覆盖度；解译

1 概述

植被，包括森林、灌丛、草地和农作物，既是生态系统的主要组成部分，也是生态系统存在的基础，具有截流降雨、减缓径流、防沙治沙、保持水土等功能，联结着土壤、大气和水分等自然过程，在陆地表面的能量交换、生物地球化学循环和水文循环等过程中扮演着重要角色，是全球变化研究中的“指示器”。

在遥感应用领域，植被指数是一种反映地表植被信息的重要信息源之一，已广泛用于定性和定量评价植被覆盖及其生长状况。目前，预测植被情况的指数有很多种，如，比值植被指数（RVI）、差值植被指数（NVI）、土壤调节植被指数（SAVI）、修正突然植被指数（MSAVI）和归一化植被指数（NDVI）。研究表明归一化植被指数NDVI对植被的生长势和生长量非常敏感，可以很好地反映地表植被的繁茂程度，是指示植被活动和植被生产力的良好指标，广泛应用于植被生长状况描述、土地覆盖类型分类、植被生产力估测、旱情监测分析、城市土地分等定级、荒漠化监测和城市生态环境质量评估等研究中。

2 材料与方法

2.1 数据来源与预处理

本数据由国家遥感测绘局提供，因此数据的准确性不用怀疑，该数据与其他NDVI数据相比，其误差小，精度高，且已广泛应用于全球及区域大尺度植被变化的研究中。

2.2 遥感解译与配准

遥感解译是不同结构、构造、成分的地物对光线的吸收、反射不同，可得到不同的波谱信息，在遥感图像上反映出不同的灰度值。遥感解译就是在遥感图像上观察分析点、线、面等影纹信息来判断地物类型。

本次的归一化植被指数计算和地图配准主要是在ERDAS IMAGIN 9.2中完成，遥感解译和植被数据的提取则在 ARCGIS 10.0 中完成。

2.3 归一化植被指数法

3 结果与分析

3.1 NDVI值的计算

用ERDAS进行归一化计算后得到的，其中植被情况通过灰度来表示，特别白的地方，表示高反光，可能是裸岩、雪和云之类，剩下的就是植被情况了，除中间的近乎黑色的那一块是水域外，其余的就按灰度的深浅来判断，灰度值越大，表示其植被情况越好，反之则越差。通过这景归一化植被计算图我们可以很直观清晰地看到这个区域的植被情况，不仅可以看到哪些是水体，哪些是裸岩等非植被区域，还可以知道哪些地方是被植被所覆盖的，以及进一步我们还能看出植被的覆盖程度，甚至我们还能隐约看到图中的河流的位置和走向。得出，其绿化程度在50%以上。

3.2 解译

图1是在ARCGIS中解译完成后的图，其中图例如右所示。在这一景中，我们就可以更清楚地看到本区域的植被覆盖情况，其中，除了大部分的绿地外，我们还能看到占有一定面积比例的沼泽地，这些多出现在河流断流的地方以及接近水域的地方，这也说明在本次解译的地方水源是比较充裕的，因此决定植被生长的因素并不是水的問题，相反还会因为大量的水体从而形成沼泽地。另外，从图中，我们也能看到存在一个很大的湖泊和几个小的湖泊，这也表明了这里的水是充分的。

3.3 植被面积提取

表1是用ARCGIS在解译完成后的图中通过属性提取到的各植被类型的面积。其中高覆盖草地的面积为3034.32公顷，占到整个区域的13.53%；沼泽地的面积达到了2674.50公顷，占到了本区域总面积的11.93%，这一结果也和前面图得到的是一致的；此外我们再看看湖的面积，它拥有3446.03公顷的面积，占到了15.37%，这我们可以很直观地从图1看到；另外一个不可忽略的是盐碱地，以933.18公顷的面积占到了该区域4.16%的值，也是一个不可小觑的数目。总体上来说，该区域有植被覆盖（包括高覆盖草地、中覆盖草地、低覆盖草地、灌木丛、有林地以及其他林地）的面积为9568.50公顷，拥有42.68个百分点；而非植被覆盖区域（除了湖泊、云以及雪地）的面积是3793.55公顷，是总面积的16.92%。

4 结束语

可见，使用遥感解译的方法分析得到的结果和实地是相当吻合的，目前，基于遥感解译的归一化植被指数的算法分析某地区植被覆盖情况应用广泛，对于科研人员和方案制定者来说是一个不错的理想选择。同时随着当前遥感技术的不断发展以及卫星航片图精度的不断提高，使用这一方法对某一特定面积的植被覆盖分析更加有实际意义。

但是，除了在归一化植被指数的算法是通过机器完成的，而在解译的过程中是通过目视完成的，因此在所难免的存在一定误差，与此同时，这一方法对于大面积的分析也存在局限。所以此方法也还需要进一步完善。

参考文献

[1]赵英时.遥感应用分析原理与方法[M].北京：科学出版社，2003.

[2]张玉梅.基于遥感分析的城市土地定级技术研究--以武汉市为例[J].国土资源遥感，2009（4）：82-85.

[3]刘艳，李杨，张璞，等.多源NDVI 在玛纳斯河流域荒漠化监测中的应用[J].干旱地区农业研究，2010（3）：207-213.

[4]黎治华，高志强，高炜，等.上海近十年来城市化及其生态环境变化的评估研究[J].国土资源遥感，2011（2）：124-12.