基于Landsat-8的植被信息提取

(成都理工大学 四川 成都 610051)

生态文明、生态经济建设一直是新世纪中国发展的重点方向，为了强调生态经济与文明建设的重要性。以习近平同志为代表的中共中央更是直接提出了两山论等开创性意见，将生态建设列入到国家下一步的发展纲要之中[1]。

植被是生态系统的重要组成部分[2]。植被的变化会不可避免的对全球的生态系统造成或大或小的影响，严重时它可能会对人类的发展甚至生存等产生重大威胁[3]。因此，对植被信息进行提取，以期获得相关地区的植被覆盖、分类和变化情况等信息的研究也能为生态文明建设提供可行性建议。

一、研究区概况

涪江的源头为岷山雪宝峰峰顶，其位置处于四川省松潘县与平武县之间，全长约700公里，其流域包括绵阳、遂宁以及重庆的部分地区，并最终在重庆合川区汇入嘉陵江。研究区的地形起伏较大，总体情况为西部及北部地势较高，南部及东部地势较低。研究地区生物量较大，植被种类丰富，植被特征明显，对于植被信息的提取较为有利。流域图如图1所示：

图1 涪江流域示意图

二、数据来源及处理

本次研究所用的遥感影像是从中国科学院地理空间数据云平台上下载的Landsat-8影像，其条带号为129，行编号为38，中心经度为104.9380，中心纬度为31.7420，Landsat-8影像的拍摄日期为2014年12月19日，当日的天气状况良好，影像上云量较少。

三、研究方法

(一)归一化植被指数(NDVI)的计算

是根据植被在红外波段的强反射和在红波段的吸收特点，将红外波段与红波段进行混合运算得到的结果。其运算公式见(1)。

(1)

(二)植被覆盖度的提取及分级

利用像元二分模型等计算方法得到的关于植被覆盖度的计算公式如(2)所示。

(2)

在这里，根据实际情况，我们可以选择累计概率为99%和1%的NDVI值分别作为参与计算的NDVI的最大值与最小值。对NDVI信息进行统计，得到式(3)，(4)；将(3)，(4)代入(2)中计算植被覆盖度。

NDVlmin=0.031382

(3)

NDVlmax=0.723778

(4)

四、结果分析

(一)NDVI计算结果及分级

NDVI能够有效的削弱太阳高度角、地形地貌、大气条件变化带来的误差。因为构成NDVI的波段与植被密切相关，因此对应的NDVI能够对植被信息进行提取研究。NDVI计算结果如图2所示。

图2 研究区NDVI图像

(二)植被覆盖度的提取及分级

根据植被覆盖度的相关研究，本文将其分为极低覆盖度(<10%)、低覆盖度(10%-30%)、中低覆盖度(30%-40%)、中覆盖(45%-60%)、高覆盖(>60%)5大类，分类的图像如图4所示。

图3 植被覆盖度分级图

从结果可看出，研究区的植被覆盖度很高，高植被覆盖度占总面积的57.711%，中覆盖度与高覆盖度之和占了研究区总面积的77.025%。其中，中覆盖度与高覆盖度区域应该是以林地为代表的高覆盖植被区域，低覆盖度与极低覆盖度上的地物则可能是水体以及因这一时刻的光照形成的阴影区以及人工建筑物等，草地则徘徊于中低覆盖度与中覆盖度之间。