envi下植被覆蓋度的遙感估算
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植被覆蓋度是指植被(包括葉、莖、枝)在地面的垂直投影面積佔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佔植被區總面積的比例。兩個概念主要區別就是分母不一樣。植被覆蓋度常用於植被變化、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方法。地面測量常用於田間尺度,遙感估算常用於區域尺度。
目前已經發展了很多利用遙感測量植被覆蓋度的方法,較為實用的方法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。下面是李苗苗等在像元二分模型的基礎上研究的模型:
vfc = (ndvi - ndvisoil)/ ( ndviveg - ndvisoil)
(1)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=(vfcmax*ndvimin- vfcmin*ndvimax)/( 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。這裡有兩種假設:
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分別為區域內最大和最小的ndvi值。由於不可避免存在雜訊,ndvimax 和ndvimin一般取一定置信度範圍內的最大值與最小值,置信度的取值主要根據影象實際情況來定。
2)當區域內不能近似取vfcmax=100%,vfcmin=0%
當有實測資料的情況下,取實測資料中的植被覆蓋度的最大值和最小值作為vfcmax和 vfcmin,這兩個實測資料對應影象的ndvi作為ndvimax 和ndvimin。
當沒有實測資料的情況下,取一定置信度範圍內的ndvimax 和ndvimin。vfcmax和 vfcmin根據經驗估算。
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方法。
使用的資料是經過幾何校正、大氣校正的tm影像。
(1)選擇transform->ndvi,利用tm影像計算ndvi。
(2)選擇basic tools->statistics ->compute statistics
,在檔案選擇對話方塊中,利用研究區地區的向量資料生成的
roi建立乙個掩膜檔案。
選擇統計檔案及掩膜檔案
計算統計引數
(3)得到研究區的統計結果。在統計結果中,最後一列表示對應
ndvi
值的累積概率分布。我們分別取累積概率為5%和
90%的
ndvi
值作為ndvimin和ndvimax。這裡得到:
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
小於0.031766,
vfc取值為0;
ndvi
大於0.522991,
vfc取值為
1;介於兩者之間的像元使用公式(
4)計算。
利用envi主選單->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影象
(5)得到乙個單波段的植被覆蓋度影象檔案,像元值表示這個像元內的平均植被覆蓋度。在display顯示。
(6)選擇,單擊
clear range
按鈕清除缺省區間。
(7)選擇opions->add new ranges
,根據上面的對照表依次新增
10個區間,分別為每個區間設定一定的顏色,單擊
得到如下的植被覆蓋圖。
植被覆蓋度遙感估算結果
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