基于ENVI下的蓬莱市植被覆盖度遥感估算

李瑞泽

（鲁东大学 地理与规划学院）

摘要：本文以烟台市蓬莱市为例，利用遥感图像处理软件——ENVI4.7，结合NDVI对

地表地物，特别是植被覆盖状况进行检测。文章首先对2009年蓬莱市地区的TM影像进行波段合成 ,用使用ENVI软件对影像NDVI处理以后，使用像元二分模型对图像进行植被覆盖分析，最后比较得出植被覆盖状况。

关键词：遥感估算；NDVI；土地覆盖；蓬莱市

1.引言

植被在地球表面占有很大比例，是遥感图像反映的最直接的信息，也是人们重要的研究对象。人们可以通过遥感提供的植被信息及其变化来提取与反演各种植被参数。检测它的变化过程与规律，研究它与生态环境其他因子间的相互作用和整体效应等。此外，作为地理环境重要组成部分的植被，与一定的气候、地貌、土壤条件相适应，受多种因素控制，对地理环境的依赖性最大，对其他因素的变化也最敏感。因此，人们往往可以通过遥感所获得的植被信息的差异来分析其他信息。

近红外波段在植物遥感中有重要作用，且植物的发射特征主要表现在热红外和微波谱段。在植被指数中，通常选用对绿色植物强吸收的可见光红波段及对绿色植物高反射和高透射的近红外波段。

归一化植被指数，即NDVI是指近红外波段与可见光波段数值之差和这两个波段数值之和的比值。实际上，NDVI是简单比值RVI经非线性的归一化处理所得。目前NDVI在植被遥感中应用最为广泛，主要原因在于它具有以下有点：

（1）NDVI是植被生长状态及植被覆盖度的最佳指示因子。

（2）NDVI经过比值处理，可以部分消除太阳高度角、卫星观测叫、地形变化、云或阴影以及大气衰减等的影响。

（3）对于陆地表面主要覆盖而言，云、水、雪在可见光波段比近红外波段有更高的反射作用，则NDVI值为负值；岩石、裸土在两波段有相似的反射作用，则NDVI值近于0；而在有植被覆盖的情况下，NDVI为正值，且随植被覆盖度的增大而增大。[1]

2.研究区域概况

蓬莱市位于山东省东北部、烟台市境北部，北临黄海、渤海。地理坐标为北纬37°48′，东经120°45′。全市总面积1128.5平方千米，总人口44.55万人。其地势南高

北低，属山前冲洪积、丘陵剥蚀平地为主的地带蓬莱地处中纬度，属暖温带季风区大陆性气候，年平均气温11.7℃，年平均日最高气温28.8℃，年平均日最低气温－2.3℃，极端最高气温38.8℃，极端最低气温－14.9℃，年平均降水量664mm，年平均日照量2826小时，无霜期平均206天，相对湿度65%，年均风速5.2米/秒，无洪水，不受台风影响。

此外，蓬莱市还是山东历史文化名城，蜚声中外的旅游胜地。“八仙过海”的神话传说，便发生在这里，相传吕洞宾、铁拐李、张果老、汉锺离、曹国舅、何仙姑、蓝采和、韩湘子八位神仙，在蓬莱阁醉酒后，展示各自的宝器，凌波踏浪、渡海而去，“八仙过海、各显其能”、“八仙过海，各显神通”或“八仙过海，各凭本事”的传说由此流传。

蓬莱市三大产业比例为6.26:57.83:35.91。大力发展特色经济，培育形成了以旅游业、临港工业、葡萄及葡萄酒业、汽车及零部件加工业四大产业为主导的经济产业体系。

[2]

而葡萄及葡萄酒业作为主导产业之一，葡萄的种植面积在耕地面积中占有较大比例。

3.数据处理及技术路线

3.1数据的选择

本文所采取的遥感影响下载自美国USGS网站，选取了2009年9月17日烟台地区的Landsat TM影像数据。选取该数据的主要依据是：

（1） 美国Landsat TM遥感影像资料对于全球免费共享，获取方便且廉价。 （2） TM影像分辨率为30米，空间分辨率适中但偏低，可以较宏观反应空间内容。此外，影像光谱分辨率越低，影像能识别的地物类别越少，地类的物理化学性质就越模糊。

（3） 选取2009年夏季内云量较少的遥感影像进行下载，一方面可以减少工作量，降低遥感影像的误差；另一方面植被较茂盛，估算出的植被盖度较为典型。 3.2遥感估算模型

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3.3植被覆盖度的估算

利用图3中已经处理好的NDVI影响，通过研究区地区的矢量数据生成的ROI建立掩模文件，并利用软件进行统计计算，如图4、图5所示。

图4 选择统计文件及掩模文件 图5 计算统计参数

由于缺乏实测数据，可以假设区域内近似取VFCmax=100%，VFCmin=0%。则公式(1)可变为：

VFC = (NDVI - NDVImin)/ ( NDVImax - NDVImin) (4)

由以上统计步骤可以得到研究区的统计结果，最后一列表示对应NDVI

图6 统计结果