NDVI是近红外与红色波段反射率之差与反射率之和的比值,它反映了植被的生长状态与植被的覆盖度,其数值范围为-1≤NDVI≤1,NDVI为正值时表示有植被覆盖[4]。其中,没有植被生长的区域其值为0;负值则表示没有植被覆盖的区域;如果0 ~ 1之间,植被覆盖面积较大,植被的数量越来越多,NDVI的数字越大。云、水体和冰雪的NDVI值为负值,是因为在红色及近红外波段均有较大反射;土壤和岩石的NDVI值接近0,因为在这两个波段的反射率基本相同。
2 材料与方法
2.1 研究区概况
洪泽湖(33°06′~33°40′N,118°10′~118°52′E)是我国的第四大淡水湖泊,处于淮河流域下游,是黄淮平原区(暖湿带半湿润)。洪泽湖的水域面积随水位波动变化而变化,属于过水性湖泊。洪泽湖的正常蓄水水位12.5米,此时洪泽湖的面积达到2069平方公里,平均水深为1.5米,容积则为31.27亿立方米[5]。洪泽湖湿地主要分布于泅洪、吁胎、淮阴、泗阳和洪泽五县,占地面积约35万亩,有鱼虾蟹贝类,还有丹顶鹤白鹤天鹅等珍稀动物,因此湖区的野生动植物资源也比较丰富,;有浮游动物91种,水生植物81种,底栖动物75种[1,6-8],是许多国家重点保护鸟类和其它野生动植物、鱼类产卵场所。但在过去的几十年间,由于养蟹、开垦等人类经济活动的影像,洪泽湖区的生态环境遭受到严重的破坏,急待采取有效措施进行保护[9]。论文网
2.2 数据源
实验以北纬33°06′~33°40′,东经118°10′~118°52′作为研究区,从USGS的Landsat数据下载网站获得了洪泽湖流域Landsat-8影像资料,选取最新Landsat8卫星所有遥感影像进行对比分析,采用作为数据源的遥感图像(同一地区、不同时相),利用ENVI软件对图像进行预处理,选取其中云量低于30%的有18幅。
2.3 研究方法
根据Landsat8数据特点及洪泽湖植被变化监测的要求,采用的技术路线为:对Landsat8数据预处理、数据读取、辐射定标、大气校正、研究区裁剪,建立反演模型,利用波段运算工具,反演出整个洪泽湖地区的归一化植被指数,进而根据不同时期的植被覆盖数据,实现洪泽湖地区NDVI的遥感监测。
2.3.1 辐射定标
通常遥感影像给出的是像元亮度值(DN值),而我们以要将图像DN值转换成对应像元的辐射亮度值,才能对传感器获取的遥感数据进行比较与应用[10],所以在比较前需要进行辐射定标。使用ENVI对Landsat 8数据进行处理,对要校正的可见光-近红外数据进行辐射定标,选择辐射亮度值为定标类型,BIL为输出储存顺序,Float为输出数据类型,将自动获取辐射亮度单位转换系数 Scale Factor设置为1。来!自~优尔论-文|网www.youerw.com
2.3.2 大气校正
遥感所利用的各种辐射能均要与地球大气层发生相互作用,或吸收、或散射,由于大气层中水滴以及各种尘埃的存在,使得卫星所获取的遥感影像会发生偏差,需要进行大气校正。从图像上收集不同物质的波谱信息并提取不同的信息,使用Envi软件中的快速大气校正工具,可以自动收集信息,从而完成高光谱和多光谱的快速大气校正。
2.3.3 研究区域剪裁
使用ENVI软件对影像进行处理,剪裁出研究区域的影像数据,筛选洪泽湖湿地的信息,以减少后期处理的工作量。