地球信息科学学报 ›› 2018, Vol. 20 ›› Issue (12): 1830-1840.doi: 10.12082/dqxxkx.2018.180371
• 遥感科学与应用技术 • 上一篇
熊俊楠1,3(), 彭超2, 程维明3,*(
), 李伟1, 刘志奇4, 范春捆5, 孙怀张1
收稿日期:
2018-08-09
出版日期:
2018-12-25
发布日期:
2018-12-20
作者简介:
作者简介:熊俊楠(1981-),男,副教授,主要从事遥感地理信息系统理论与灾害风险分析方面的研究。E-mail:
基金资助:
XIONG Junnan1,3(), PENG Chao2, CHENG Weiming3,*(
), LI Wei1, LIU Zhiqi4, FAN Chunkun5, SUN Huaizhang1
Received:
2018-08-09
Online:
2018-12-25
Published:
2018-12-20
Contact:
CHENG Weiming
Supported by:
摘要:
植被覆盖变化监测是区域资源环境承载力研究的基础,本文通过计算2001-2016年MODIS-NDVI植被指数,辅以趋势分析、变异系数等方法,估算了2001-2016年云南省植被覆盖度,进而探讨了植被覆盖度的时空变化特征及与地形因子之间的分布关系。结果表明:① 2001-2016年云南省植被覆盖度呈显著增加趋势,增速为4.992%/10 a。② 在空间上,植被覆盖度空间格局呈现由南向北、由西向东逐渐降低的特征,滇西、滇西南地区植被覆盖度最高,滇西北地区最低;植被覆盖度稳定性表现为由西南向东北方向波动性越来越大;滇东北地区植被覆盖度增加趋势明显优于其他区域,研究区内植被覆盖度变化趋势为增加、基本稳定和减少趋势的面积分别占49.53%、43.76%和6.71%。③ 植被覆盖度在2001-2006年、2006-2011年、2011-2016年3个时段的面积转移矩阵结果均表现为植被覆盖进化面积大于退化面积,二者的比值分别为1.42、1.63、2.01,植被覆盖情况呈持续改善趋势。④ 云南省植被覆盖度与地形因子之间的关系表现为,平均植被覆盖度随海拔增加呈先增加再减少、再增加、再减少趋势;随坡度的增加呈先增加再减少趋势;随坡向的变化呈由北向南逐渐减少趋势。
熊俊楠, 彭超, 程维明, 李伟, 刘志奇, 范春捆, 孙怀张. 基于MODIS-NDVI的云南省植被覆盖度变化分析[J]. 地球信息科学学报, 2018, 20(12): 1830-1840.DOI:10.12082/dqxxkx.2018.180371
XIONG Junnan,PENG Chao,CHENG Weiming,LI Wei,LIU Zhiqi,FAN Chunkun,SUN Huaizhang. Analysis of Vegetation Coverage Change in Yunnan Province Based on MODIS-NDVI[J]. Journal of Geo-information Science, 2018, 20(12): 1830-1840.DOI:10.12082/dqxxkx.2018.180371
表1
云南地区植被覆盖度变化统计特征(部分年份)
区域 | 年份 | 平均值 | 标准差 | 增长率/% | |||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
2001 | 2004 | 2007 | 2010 | 2013 | 2016 | ||||
滇东北 | 60.72 | 62.54 | 64.77 | 67.89 | 70.16 | 71.87 | 65.32 | 4.28 | 18.36 |
滇东南 | 64.20 | 64.87 | 67.87 | 68.05 | 72.60 | 75.77 | 69.09 | 3.80 | 18.02 |
滇南 | 65.40 | 66.05 | 65.82 | 67.61 | 71.01 | 72.27 | 68.32 | 2.62 | 10.50 |
滇西 | 69.53 | 70.06 | 69.50 | 71.62 | 73.20 | 75.15 | 71.43 | 1.71 | 8.09 |
滇西北 | 59.76 | 60.72 | 62.14 | 63.39 | 65.25 | 64.89 | 62.60 | 1.63 | 8.57 |
滇西南 | 75.13 | 75.39 | 73.34 | 77.84 | 79.34 | 81.40 | 77.44 | 2.50 | 8.34 |
滇中 | 62.32 | 62.95 | 61.59 | 63.00 | 64.75 | 67.61 | 63.68 | 1.98 | 8.49 |
全区 | 66.52 | 67.25 | 67.13 | 69.52 | 71.63 | 73.50 | 69.22 | 2.36 | 10.49 |
表3
2001-2016年云南省各植被覆盖度等级面积的转移矩阵
时段 | FVC等级 | 低/% | 中低/% | 中/% | 中高/% | 高/% | 总计/% |
---|---|---|---|---|---|---|---|
2001-2006 | 低 | 1.36 | 0.41 | 0.15 | 0.05 | 0.02 | 1.98 |
中低 | 0.45 | 1.56 | 1.33 | 0.30 | 0.07 | 3.72 | |
中 | 0.20 | 2.17 | 9.71 | 5.59 | 0.94 | 18.61 | |
中高 | 0.06 | 0.69 | 9.66 | 33.20 | 9.43 | 53.04 | |
高 | 0.02 | 0.13 | 1.37 | 11.25 | 9.88 | 22.65 | |
总计 | 2.08 | 4.96 | 22.22 | 50.40 | 20.34 | 100.00 | |
2006-2011 | 低 | 1.35 | 0.42 | 0.23 | 0.08 | 0.02 | 2.10 |
中低 | 0.43 | 1.34 | 1.47 | 0.44 | 0.07 | 3.75 | |
中 | 0.15 | 1.48 | 7.78 | 5.26 | 0.67 | 15.34 | |
中高 | 0.04 | 0.40 | 7.80 | 32.03 | 7.92 | 48.19 | |
高 | 0.01 | 0.08 | 1.33 | 15.22 | 13.97 | 30.63 | |
总计 | 1.98 | 3.72 | 18.61 | 53.04 | 22.65 | 100.00 | |
2011-2016 | 低 | 1.27 | 0.33 | 0.17 | 0.07 | 0.02 | 1.86 |
中低 | 0.48 | 0.88 | 0.75 | 0.26 | 0.06 | 2.43 | |
中 | 0.26 | 1.68 | 4.79 | 3.14 | 0.58 | 10.45 | |
中高 | 0.07 | 0.75 | 8.29 | 28.38 | 9.22 | 46.71 | |
高 | 0.02 | 0.11 | 1.33 | 16.33 | 20.75 | 38.55 | |
总计 | 2.10 | 3.75 | 15.34 | 48.19 | 30.63 | 100.00 |
[1] | 赵英时. 遥感应用分析原理与方法[M].北京:科学出版社,2013. |
[ Zhao Y S.Principles and methods of analysis of remote sensing applications[J]. Beijing: Science Press, 2013. ] | |
[2] |
Gitelson A A, Kaufman Y J, Stark R, et al.Novel algorithms for remote estimation of vegetation fraction[J]. Remote Sensing of Environment, 2002,80(1):76-87.
doi: 10.1016/S0034-4257(01)00289-9 |
[3] |
章文波,符素华,刘宝元.目估法测量植被覆盖度的精度分析[J].北京师范大学学报(自然科学版),2001,37(3):402-408.
doi: 10.3321/j.issn:0476-0301.2001.03.026 |
[ Zhang W B, Fu S H, Liu B Y.Error assessment of visual estimation plant coverage[J]. Journal Beijing Normal University(Natural Science), 2001,37(3):402-408. ]
doi: 10.3321/j.issn:0476-0301.2001.03.026 |
|
[4] |
朱高龙,柳艺博,居为民,等. 4种常用植被指数的地形效应评估[J].遥感学报,2013,17(1):210-234.
doi: 10.11834/jrs.20131380 |
[ Zhu G L, Liu Y B, Ju W M, et al.Evaluation of topographic effects on four commonly used vegetation indices[J]. Journal of Remote Sensing, 2013,17(1):210-234. ]
doi: 10.11834/jrs.20131380 |
|
[5] |
White M A, Asner G P, Nemani R R, et al.Measuring fractional cover and leaf area index in arid ecosystems: Digital camera, radiation transmittance, and laser altimetry methods[J]. Remote Sensing of Environment, 2000,74(1):45-57.
doi: 10.1016/S0034-4257(00)00119-X |
[6] | 蔡宗磊,包妮沙,刘善军.国产高分一号数据估算草地植被覆盖度方法研究——以呼伦贝尔草原露天煤矿区为例[J].地理与地理信息科学,2017,33(2):32-38. |
[ Cai Z L, Bao N S, Liu S J.Estimation method of fractional vegetation coverage for grassland based on Chinese GF-1 satellite image:taking Hulun Buir prairie open-pit coal mine as an example[J]. Geography and Geo-information Science, 2017,33(2):32-38. ] | |
[7] | 杨胜天,刘昌明,杨志峰,等.南水北调西线调水工程区的自然生态环境评价[J].地理学报,2002,57(1):11-18. |
[ Yang S T, Liu C M, Yang Z F, et al.Natural eco-environmental evaluation of west route area of interbasin water transfer project[J]. Acta Geographica Sinica, 2002,57(1):11-18. ] | |
[8] |
彭飞,范闻捷,徐希孺,等. 2000-2014年呼伦贝尔草原植被覆盖度时空变化分析[J].北京大学学报:自然科学版,2017,53(3):563-572.
doi: 10.13209/j.0479-8023.2016.124 |
[ Peng F, Fan W J, Xu X R, et al.Analysis on temporal-spatial change of vegetation coverage in Hulunbuir Steppe (2000-2014)[J]. Journal of Peking University: Natural Science Edition, 2017,53(3):563-572. ]
doi: 10.13209/j.0479-8023.2016.124 |
|
[9] | 雷璇,杨波,蒋卫国,等.东洞庭湿地植被格局变化及其影响因素[J].地理研究,2012,31(3):461-470. |
[ Lei X, Yang B, Jiang W G, et al.Vegetation pattern changes and their influencing factors in the East Dongting Lake wetland[J]. Geographical research, 2012,31(3):461-470. ] | |
[10] | 陈涛,牛瑞卿,李平湘,等.基于人工神经网络的植被覆盖遥感反演方法研究[J].遥感技术与应用,2010,25(1):24-30. |
[ Chen T, Niu R Q, Li P X, et al.An artificial neural network method for vegetation cover retrieval with “Beijing-1” microsatellite data[J]. Remote Sensing Technology and Application, 2010,25(1):24-30. ] | |
[11] | 吴云,曾源,赵炎,等.基于MODIS数据的海河流域植被覆盖度估算及动态变化分析[J].资源科学,2010,32(7):1417-1424. |
[ Wu Y, Zeng Y, Zhao Y, et al.Monitoring and dynamic analysis of fractional vegetation cover in the Hai River Basin based on MODIS data[J]. Resources Science, 2010,32(7):1417-1424. ] | |
[12] |
陈效逑,王恒.1982-2003年内蒙古植被带和植被覆盖度的时空变化[J].地理学报,2009,64(1):84-94.
doi: 10.3321/j.issn:0375-5444.2009.01.009 |
[ Chen X Q, Wang H.Spatial and temporal variations of vegetation belts and vegetation cover degrees in Inner Mongolia from 1982 to 2003[J]. Journal of Geographical Science, 2009,64(1):84-94. ]
doi: 10.3321/j.issn:0375-5444.2009.01.009 |
|
[13] |
Choudhury B J, Ahmed N U, Idso S B, et al.Relations between evaporation coefficients and vegetation indices studied by model simulations[J]. Remote Sensing of Environment, 1994,50(1):1-17.
doi: 10.1016/0034-4257(94)90090-6 |
[14] |
Rundquist B C.The influence of canopy green vegetation fraction on spectral measurements over native tallgrass prairie[J]. Remote Sensing of Environment, 2002,81(1):129-135.
doi: 10.1016/S0034-4257(01)00339-X |
[15] |
Crick M.Estimating the ecological status and change of riparian zones in andalusia assessed by multi-temporal avhhr datasets[J]. Ecological Indicators, 2009,9(3):422-431.
doi: 10.1016/j.ecolind.2008.05.013 |
[16] |
吴月圆,徐天蜀,岳彩荣.基于MODIS/NDVI的云南省近十年植被动态监测分析[J].绿色科技,2013(10):134-135.
doi: 10.3969/j.issn.1674-9944.2013.10.069 |
[ Wu Y Y, Xu T S, Yue C R.Monitoring and analysis of vegetation dynamics in Yunnan Province in recent ten years based on MODIS/NDVI[J]. Journal of Green Science and Technology, 2013(10):134-135. ]
doi: 10.3969/j.issn.1674-9944.2013.10.069 |
|
[17] |
刘珊珊,王建雄,牛超杰,等.基于NDVI的云南省植被覆被变化趋势分析[J].湖北农业科学,2017,56(11):2037-2040.
doi: 10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.11.009 |
[ Liu S S, Wang J X, Niu C J, et al.Trend analysis of vegetation cover change in Yunnan Province based on NDVI[J]. Hubei Agricultural Sciences, 2017,56(11):2037-2040. ]
doi: 10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.11.009 |
|
[18] |
王金亮,高雁.云南省近20年植被动态变化遥感时序分析[J].云南地理环境研究,2010,22(6):1-7.
doi: 10.3969/j.issn.1001-7852.2010.06.001 |
[ Wang J L, Gao Y.RS-Based analysis on vegetation temporal changes in 1982-2002 of Yunnan Province[J]. Yunnan Geographic Environment Research, 2010,22(6):1-7. ]
doi: 10.3969/j.issn.1001-7852.2010.06.001 |
|
[19] |
Pandey P C, Mandal V P, Katiyar S, et al.Geospatial approach to assess the impact of nutrients on rice equivalent yield using MODIS Sensors' based MOD13Q1-NDVI data[J]. IEEE Sensors Journal, 2015,15(11):6108-6115.
doi: 10.1109/JSEN.2015.2451113 |
[20] |
Galvã£O L S, Breunig F M, Teles T S, et al. Investigation of terrain illumination effects on vegetation indices and VI-derived phenological metrics in subtropical deciduous forests[J]. Mapping Sciences & Remote Sensing, 2016,53(3):360-381.
doi: 10.1080/15481603.2015.1134140 |
[21] | 熊俊楠,彭超,范春捆,等.基于MODIS时序数据的汶川地震灾区植被覆盖变化监测[J].应用基础与工程科学学报,2018,26(1):60-69. |
[ Xiong J N, Peng C, Fan C K, et al.Dynamic monitoring of vegetation fraction change in disaster area of Wenchuan earthquake based on MODIS Time-series data[J]. Journal of Basic Science and Engineering, 2018,26(1):60-69. ] | |
[22] |
赵舒怡,宫兆宁,刘旭颖. 2001-2013年华北地区植被覆盖度与干旱条件的相关分析[J].地理学报,2017,70(2):717-729.
doi: 10.11821/dlxb201505004 |
[ Zhao S Y, Gong, Z N, Liu X Y, et al. Correlation analysis between vegetation coverage and climate drought conditions in North China during 2001-2013[J]. Acta Geographica Sinica, 2017,70(2):717-729. ]
doi: 10.11821/dlxb201505004 |
|
[23] | 李苗苗. 植被覆盖度的遥感估算方法研究[D].北京:中国科学院研究生院(遥感应用研究所),2003. |
[ Li M M.The method of vegetation fraction estimation by remote sensing[D]. Beijing: Graduate University of Chinese Academy of Sciences (Institute of Remote Sensing Applications), 2003. ] | |
[24] |
何宝忠,丁建丽,张喆,等.新疆植被覆盖度趋势演变实验性分析[J].地理学报,2016,71(11):1948-1966.
doi: 10.11821/dlxb201611007 |
[ He B Z, Ding J L, Zhang Z, et al.Experimental analysis of spatial and temporal dynamics of fractional vegetation cover in Xinjiang[J]. Acta Geographica Sinica, 2016,71(11):1948-1966. ]
doi: 10.11821/dlxb201611007 |
|
[25] | 张方. 基于ERDAS的交通走廊带植被覆盖度变化研究[D].西安:长安大学,2010. |
[ Zhang F.Research on dynamic change of vegetation coverage in the traffic corridor based on ERDAS[D]. Xi'an: Chang'an University, 2010. ] | |
[26] | 贾媛. 河保偏矿区植被覆盖度演变趋势与驱动力分析[D].太原:山西大学,2012. |
[ Jia Y.Analysis of the evolution trend of He-Bao-Pian Mining Area FVC and the driving force[D]. Taiyuan: Shanxi University, 2012. ] | |
[27] | 王朋. 基于3S技术的大渡河上游植被覆盖度时空变化研究[D].成都:四川农业大学,2012. |
[ Wang P.Study on temporal and spatial variation of thevegetation coverage in the upper reaches of Dadu River' based on 3S technology[D]. Chengdu: Sichuan Agricultural University, 2012. ] |
[1] | 范兰馨, 吴艳红, 迟皓婧, 郑思齐, 闫家恒, 任永康, 孙忠华. 暖湿化下西北地区水体变化趋势遥感监测[J]. 地球信息科学学报, 2023, 25(9): 1842-1854. |
[2] | 潘佳乐, 信睿. COVID-19疫情前后北美五大湖航运网络多尺度时空变化及影响因素研究[J]. 地球信息科学学报, 2023, 25(7): 1481-1499. |
[3] | 周温存, 刘正佳, 王坤, 邹时林, 钟会民, 陈芳鑫. 北方农牧交错区干旱特征变化及其对植被总初级生产力的影响[J]. 地球信息科学学报, 2023, 25(2): 421-437. |
[4] | 成星露, 孙永华, 张王宽, 王一涵, 曹许悦, 王衍昭. 气候干湿冷暖化复合类型的识别与量化方法[J]. 地球信息科学学报, 2023, 25(11): 2204-2217. |
[5] | 李云帆, 李彩霞, 贾翔, 吴晶, 张晓丽, 梅晓丽, 朱若柠, 王冬. 乌梁素海流域生态脆弱性时空变化及其成因分析[J]. 地球信息科学学报, 2023, 25(10): 2039-2054. |
[6] | 张颖, 汪侠, 闫艺涵, 史舒悦, 海少琪. 基于夜间灯光数据的西南地区县域旅游多维减贫效应时空变化研究[J]. 地球信息科学学报, 2022, 24(8): 1541-1557. |
[7] | 裴泽华, 葛淼, 李浩, 何进伟, 王聪霞. 基于随机森林模型的中国中老年人群HDL-C环境影响因素研究[J]. 地球信息科学学报, 2022, 24(7): 1286-1300. |
[8] | 王晓蕾, 石守海. 基于GEE的黄河流域植被时空变化及其地形效应研究[J]. 地球信息科学学报, 2022, 24(6): 1087-1098. |
[9] | 陈点点, 陈芸芝, 冯险峰, 武爽. 基于超参数优化CatBoost算法的河流悬浮物浓度遥感反演[J]. 地球信息科学学报, 2022, 24(4): 780-791. |
[10] | 张雄一, 邵全琴, 宁佳, 杨雪清, 巩国丽, 刘国波. 三北工程区植被恢复对土壤风蚀的影响及植被恢复潜力研究[J]. 地球信息科学学报, 2022, 24(11): 2153-2170. |
[11] | 郭长庆, 迟文峰, 匡文慧, 窦银银, 傅舒婧, 雷梅. 1990—2020年中国能源开采和加工场地多源数据综合制图与时空变化分析[J]. 地球信息科学学报, 2022, 24(1): 127-140. |
[12] | 李玉, 张友水. 植被与不透水面的降温和增温效率分析方法[J]. 地球信息科学学报, 2021, 23(9): 1548-1558. |
[13] | 白磊, 张帆, 尚明, 师春香, 孙帅, 刘丽珺, 文元桥, 苏传程. 基于格点数据的1961—2018年中国多种积温时空变化研究[J]. 地球信息科学学报, 2021, 23(8): 1446-1460. |
[14] | 冯子钰, 施润和. 中国近地面PM2.5浓度与排放的时空分布及其关联分析[J]. 地球信息科学学报, 2021, 23(7): 1221-1230. |
[15] | 王宇琦, 沈润平, 黄安奇, 周旻悦. 2001—2017年中国不同耕作区重建MODIS LAI时空动态[J]. 地球信息科学学报, 2021, 23(4): 658-669. |
|