绿洲植被覆盖度遥感信息提取&mdash;&mdash;以敦煌绿洲为例

张号; 屈建军; 张克存

doi:10.7522/j.issn.1000-694X.2014.00036

中国沙漠 >

2015 , Vol. 35 >Issue 2: 493 - 498

DOI: https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-694X.2014.00036

生态与经济

绿洲植被覆盖度遥感信息提取——以敦煌绿洲为例

张号 ,
屈建军 ,
张克存

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中国科学院寒区旱区环境与工程研究所沙漠与沙漠化重点实验室/敦煌戈壁荒漠生态与环境研究站, 甘肃兰州 730000

张号(1988-), 男, 山东济南人, 硕士, 主要从事地理信息系统和遥感在环境监测中的应用。Email: zhanghaocas@163.com

收稿日期: 2014-02-20

修回日期: 2014-03-28

网络出版日期: 2015-03-20

基金资助

国家自然科学基金项目(41371027,41271023)

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Vegetation Cover Information Extraction Technology for Dunhuang Oasis Based on Remote Sensing Images

Zhang Hao ,
Qu Jianjun ,
Zhang Kecun

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Dunhuang Gobi Research Station/Key Laboratory of Desert and Desertification, Cold and Arid Regions Environmental and Engineering Research Institute, Chinese Academy of Sciences, Lanzhou 730000, China

Received date: 2014-02-20

Revised date: 2014-03-28

Online published: 2015-03-20

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摘要

以敦煌绿洲为研究区,利用Landsat TM遥感数据,通过归一化植被指数(NDVI)和混合像元分解两种方法,提取了敦煌绿洲的植被覆盖度信息。在基于NDVI提取植被覆盖度时,选取了基于NDVI的像元二分模型; 在混合像元分解过程中,对遥感影像进行波段反射率归一化处理和最小噪声变换(MNF),确定了3个类型端元:植被、不透水表面/土壤、水体/阴影; 最后利用高分辨率遥感影像验证对比了两种提取方法的精度。结果表明:混合像元分解更能准确地提取敦煌地区植被覆盖度信息,其线性相关系数为0.8915,均方根误差为0.0882,而且提取结果更符合实际情况,可以为敦煌植被状况监测及生态环境保护提供科学建议。

关键词： 敦煌绿洲; 植被覆盖度; 归一化植被指数; 混合像元分解

本文引用格式

张号 , 屈建军 , 张克存 . 绿洲植被覆盖度遥感信息提取——以敦煌绿洲为例[J]. 中国沙漠, 2015 , 35(2) : 493 -498 . DOI: 10.7522/j.issn.1000-694X.2014.00036

Abstract

Taking Dunhuang oasis for example, Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) and Spectral Mixture Analysis (SMA) were used to extract the vegetation coverage information from Landsat TM images. While extracting vegetation coverage based on NDVI, we selected a dimidiate pixel model; In the process of SMA, through reflectance normalization and minimum noise transform (MNF), three end members were identified: vegetation, impervious surface/soil, water/shadow. In the end, the results were tested by high resolution Quickbird images. The results showed that SMA could better extract vegetation cover information in arid area with the better accuracy(R=0.8915; RMSE=0.0882). This study could provide the reference for the protection of ecological environment in Dunhuang oasis.

Key words： Dunhuang oasis; vegetation coverage; NDVI; Spectral Mixture Analysis

参考文献

[1] 韩德麟.关于绿洲若干问题的认识[J].干旱区资源与环境,1995,9(3):13-31.
[2] 贾宝全,慈龙骏,韩德林,等.干旱区绿洲研究回顾与问题分析[J].地球科学进展,2000,15(4).
[3] 申元村,汪久文,伍光和.中国绿洲及其可持续发展建设[J].干旱区资源与环境,2002,16(1):1-8.
[4] 李森,颜长珍.近20年来河西走廊人工绿洲演变及人为因素分析[J].干旱区资源与环境,2013,(4):15.
[5] Sellers P J,Randall D A,Collatz G J,et al.A revised land surface parameterization (SiB2) for atmospheric GCMs.Part I:Model formulation[J].Journal of Climate,1996,9(4):676-705.
[6] 金晓媚,夏薇,郭任宏.柴达木河都兰区植被覆盖率变化特征[J].中国沙漠,2014,34(2):603-609.
[7] 包刚,覃志豪,包玉海,等.1982-2006年蒙古高原植被覆盖时空变化分析[J].中国沙漠,2013,33(3):918-927.
[8] 刘宪锋,杨勇,任志远,等.2000-2009年黄土高原地区植被覆盖度时空变化[J].中国沙漠,2013,33(4):1244-1249.
[9] 张金龙,陈英,葛劲松,等.1977-2010 年青海湖环湖区土地利用/覆盖变化与土地资源管理[J].中国沙漠,2013,33(4):1256-1266.
[10] 屈建军,胡世雄.敦煌莫高窟的风沙危害与防治问题[J].中国科学(D辑),1997,27(1):82-88.
[11] 张明泉,曾正中,蔡红霞,等.敦煌月牙泉水环境退化与防治对策[J].兰州大学学报(自然科学版),2004,40(3):100-102.
[12] 张明泉,赵转军,曾正中.敦煌盆地水环境特征与水资源可持续利用[J].干旱区资源与环境,2003,17(4):71-77.
[13] 曾艳玲.敦煌生态环境保护与可持续发展对策研究[J].甘肃水利水电技术,2009,45(2):59-60.
[14] 白杨.敦煌绿洲农业生态安全评价[D].兰州:西北师范大学,2009.
[15] 马利邦,牛叔文,杨丽娜,等.基于RS和GIS的敦煌市土地利用景观格局动态变化研究[C]//全国国土资源与环境遥感应用技术研讨会论文集,2009.
[16] 杨丽娜,牛叔文,马利邦,等.敦煌市土地利用/覆盖变化特征及成因分析[J].生态学杂志,2010,29(4):766-777.
[17] 陈晓玲,赵红梅,田礼乔.环境遥感模型与应用[M].武汉:武汉大学出版社,2008.
[18] 赵英时.遥感应用分析原理与方法[M].北京:科学出版社,2003:387-398.
[19] 李向婷,白洁,李光录,等.新疆荒漠稀疏植被覆盖度信息遥感提取方法比较[J].干旱区地理,2013,36(3):502-511.
[20] 张熙川,赵英时.应用线性光谱混合模型快速评价土地退化的方法研究[J].中国科学院研究生院学报,1999,16(2):169-176.
[21] 崔耀平,王让会,刘彤,等.基于光谱混合分析的干旱荒漠区植被遥感信息提取研究--以古尔班通古特沙漠西缘为例[J].中国沙漠,2010,30(2):334-341
[22] Elmore A J,Mustard J F,Manning S J,et al.Quantifying vegetation change in semiarid environments:precision and accuracy of spectral mixture analysis and the normalized difference vegetation index[J].Remote Sensing of Environment,2000,73(1):87-102.
[23] Small C.Estimation of urban vegetation abundance by spectral mixture analysis[J].International Journal of Remote Sensing,2001,22(7):1305-1334.
[24] Yang J,Weisberg P J,Bristow N A.Landsat remote sensing approaches for monitoring long-term tree cover dynamics in semi-arid woodlands:comparison of vegetation indices and spectral mixture analysis[J].Remote Sensing of Environment,2012,119:62.
[25] Somers B,Asner G P,Tits L,et al.Endmember variability in spectral mixture analysis:a review[J].Remote Sensing of Environment,2011,115(7):1603-1616.
[26] Keshava N,Mustard J F.Spectral unmixing[J].IEEE Signal Processing Magazine,2002,19(1):44-57.
[27] Settle J J,Drake N A.Linear mixing and the estimation of ground cover proportions[J].International Journal of Remote Sensing,1993,14(6):1159-1177.

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