Landsat7采用的是ETM传感器,与Landsat5的TM传感器在波段数目和波段范围上都存在差异。ETM传感器有8个波段,TM传感器有7个波段。本文采用覆盖洪泽湖范围2000年6月、2000年12月、2004年6月、2010年6月的Landsat5 TM遥感影像以及2016年6月的Landsat7遥感图像,是从地理空间数据云网站下载,下载地址条带号分别为120和37,云量选择低于10%的卫星图像(图1)。
图 1 2000年至2016年原始影像图
2。2 遥感提取水体面积
2。2。1 归一化差异水体指数(NDWI)
归一化差异水体指数法的基本原理是通过波段之间的比值运算增强某些地物之间的反差。归一化差异水体指数(NDWI)是水体提取的典型方法之一[11]。NDWI指数计算公式为:
NDWI=(RED-MIR)/(RED+MIR)
式中,RED代表红光波段(TM3),MIR代表中红外波段(TM5)。
2。2。2 去除小斑块和水体面积计算
水体指数提取后的图像有很多小斑点,会影响水体面积计算的准确性。因此需对其进行去除小斑块步骤[12]。在去除小斑块之后,水体和陆地之间的界限清晰可见。水体面积计算为:Npts*30*30(30为分辨率,表示一个像元的大小)。
2。2。3 不同季节对遥感提取水域面积的影响
湖泊的水域面积有动态性。受季节气候等因素的影响,故不同时节的湖泊水域面积有着比较大差异导致遥感提取水体信息上的差异。本文采用洪泽湖2000年夏季和2000年冬季的洪泽湖水体图像比较,来研究季节变化对水体指数提取洪泽湖水域的影响。
2。2。4 误差分析
为确保遥感提取的水体面积的准确性,因此要进行误差分析,将本实验数据与标准图像进行面积对比,计算误差率是否在合理范围之类。计算公式为:
K=(G1-G2)/G2*100%
式中,K表示误差率;G1表示实验数据;G2表示便准数据。
2。3 面积萎缩率计算文献综述
面积萎缩率描述不同时期湖泊水面面积的相对变化程度[13]。公式表达如下:
W=(Sn-S0)/S0*100%
式中,W表示湖泊萎缩率;Sn表示末期湖泊面积;S0表示基期湖泊面积。在用ENVI分别进行2000年、2004年、2010年、2016年这四个时期的湖泊面积后,进行面积萎缩率的计算,先计算出2016年较2000年的面积萎缩率,然后再分别计算出2004年较2000年的面积萎缩率,2010年较2004年的面积萎缩率,以及2016年较2010年的面积萎缩率。通过对这三个面积萎缩率的数值进行比较,可以非常明晰地看出洪泽湖在这四个阶段内,哪个阶段面积变化得较为明显,在哪个阶段内变化的不太明显。从而找出其时空变化的规律。
2。4 驱动因子分析
为对洪泽湖进行有效的保护和治理,需要分析影像洪泽湖水域面积减少的主要驱动因子。本文主要从自然因素和社会因素两个方面出发。根据已发表的论文[14],自然因素主要是气温和降水量,社会因素包括人口数量和经济发展程度的影响,淮安市和宿迁市2000年到2016年人口数量和生产总值分别来自于淮安市和宿迁市统计局的统计年鉴。