植被覆蓋度是指植被(包括葉、莖、枝)在地面的垂直投影面積占統計區總面積的百分比。容易與植被覆蓋度混淆的概念是植被蓋度,植被蓋度是指植被冠層或葉面 在地面的垂直投影面積占植被區總面積的比例。兩個概念主要區別就是分母不一樣。植被覆蓋度常用于植被變化、生態環境研究、水土保持、氣候等方面。
植被覆蓋度的測量可分為地面測量和遙感估算兩種 *** 。地面測量常用于田間尺度,遙感估算常用于區域尺度。
估算模型
目前已經發展了很多利用遙感測量植被覆蓋度的 *** ,較為實用的 *** 是利用植被指數近似估算植被覆蓋度,常用的植被指數為NDVI。下面是在像元二分模型的基礎上研究的模型:
VFC = (NDVI - NDVIsoil)/ ( NDVIveg - NDVIsoil) (1)
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其中, NDVIsoil 為完全是裸土或無植被覆蓋區域的NDVI值,NDVIveg 則代表完全被植被所覆蓋的像元的NDVI值,即純植被像元的NDVI值。兩個值的計算公式為:
NDVIsoil=(VFCmaxNDVImin- VFCminNDVImax)/( VFCmax- VFCmin) (2)
NDVIveg=((1-VFCmin)NDVImax- (1-VFCmax)NDVImin)/( VFCmax- VFCmin) (3)
利用這個模型計算植被覆蓋度的關鍵是計算NDVIsoil和NDVIveg。這里有兩種假設:
1) 當區域內可以近似取VFCmax=100%,VFCmin=0%。
公式(1)可變為:
VFC = (NDVI - NDVImin)/ ( NDVImax - NDVImin) (4)
NDVImax 和NDVImin分別為區域內更大和最小的NDVI值。由于不可避免存在噪聲,NDVImax 和NDVImin一般取一定置信度范圍內的更大值與最小值,置信度的取值主要根據圖像實際情況來定。
2) 當區域內不能近似取VFCmax=100%,VFCmin=0%
當有實測數據的情況下,取實測數據中的植被覆蓋度的更大值和最小值作為VFCmax和 VFCmin,這兩個實測數據對應圖像的NDVI作為NDVImax 和NDVImin。
當沒有實測數據的情況下,取一定置信度范圍內的NDVImax 和NDVImin。VFCmax和 VFCmin根據經驗估算。
實現流程
下面我們以“當區域內可以近似取VFCmax=100%,VFCmin=0%”情況下,整個影像中NDVIsoil 和NDVIveg 取固定值,介紹在ENVI中實現植被覆蓋度的計算 *** 。
使用的數據是經過幾何校正、大氣校正的TM影像。
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(1)選擇Transform->NDVI,利用TM影像計算NDVI。
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(2)選擇Basic Tools->Statistics ->Compute Statistics,在文件選擇對話框中,利用研究區地區的矢量數據生成的ROI建立一個掩膜文件。
選擇統計文件及掩膜文件
計算統計參數
- (3)得到研究區的統計結果。在統計結果中,最后一列表示對應NDVI值的累積概率分布。我們分別取累積概率為5%和95%的NDVI值作為NDVImin和NDVImax。這里得到:
NDVImax=0.522991
NDVImin=0.031766
統計結果
- (4)根據公式(4),我們可以將整個地區分為三個部分:當NDVI小于0.031766,VFC取值為0;NDVI大于0.522991,VFC取值為1;介于兩者之間的像元使用公式(4)計算。利用ENVI主菜單->Basic Tools->Band Math,在公式輸入欄中輸入:
(b1 lt 0.031766)0+(b1 gt 0.522991)1+(b1 ge 0.031766 and b1 le 0.522991)* ((b1-0.031766)/ (0.522991-0.031766))
b1:選擇NDVI圖像
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(5) 得到一個單波段的植被覆蓋度圖像文件,像元值表示這個像元內的平均植被覆蓋度。在Display顯示。
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(6) 選擇Tools->Color Mapping->Density Slice,單擊Clear Range按鈕清除默認區間。
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(7) 選擇Opions->Add New Ranges,根據上面的對照表依次添加10個區間,分別為每個區間設置一定的顏色,單擊Apply得到如下的植被覆蓋圖。
植被覆蓋度遙感估算結果
其他情況下的操作流程基本類似。
來源:開源地理空間基金會中文分會
來源鏈接:https://www.osgeo.cn/post/75b1a
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