植被覆盖度的提取方法研究汇总
基于混合线性模型的城市植被覆盖度提取方法

基于混合线性模型的城市植被覆盖度提取方法[摘要]混合像元问题是影像遥感解译精度的重要因素之一。
目前国内外建立大量的混合像元分解模型,其中线性模型以其简单的理论基础广泛地得到了应用。
本文研究的是基于混合像元线性分解模型的城市植被覆盖度提取方法,重点在于线性分解模型的端元提取。
采用1995年Ridd提出的V(植被)-I(不透水面)-S(土壤)模型确定最终的端元类型,使用倒叉树的思想,先将三类端元进行细化,之后分别按细化后的次端元选择样本,逐步集成V-I-S三端元,完成端元选择。
这种端元提取方法不仅能提高端元获取的精度,而且增大了端元类别间差异,改善了端元提取效果。
本文将线性分解得到的植被丰度图,与多种方法进行对比分析后,表明基于V-I-S模型进行线性分解提取植被覆盖度是可行且可靠的。
【关键词】V-I-S;端元选择;线性分解;植被覆盖度引言遥感影像以像元为基本单位获取地物信息。
一个像元仅仅包含某一类地物的信息称为纯像元,包含两种以上地物的像元称为混合像元,混合像元主要出现在多类地物交界处或纹理区域内。
城市地物具有种类多样、变化急剧、分布破碎以及空间分布非线性等特点,造成了大量混合像元的存在,使得地物信息提取的难度加大。
如何有效地识别解译混合像元,是定量遥感要解决的关键问题之一,也是遥感应用研究的难点和热点问题。
在众多的混合像元分解模型中,混合像元线性分解模型是理论比较简单、使用最广泛的一种。
端元的类型和数量的选择以及端元光谱值的确定是其技术关键。
本文旨在研究线性分解模型的端元提取的方法,并验证其可行性。
1、混合像元分解与端元提取近年来,提出了许多有效的混合像元分解的模型和方法。
将其归结为五种类型:线性模型、概率模型、几何光学模型、随机几何模型和模糊分析模型。
线性混合模型假定像元的反射率是其端元组分的反射率的线性组成。
在线性混合模型中,每一个光谱波段中单一像元的反射率表示为它的端元组分反射率与其丰度的线性组合。
计算植被覆盖度方法

计算植被覆盖度方法植被覆盖度计算方法植被覆盖度是指植被在特定区域内覆盖地面面积的百分比,是评估生态系统健康和稳定性的重要指标。
有几种方法可以用来计算植被覆盖度,具体方法的选择取决于数据类型和研究目标。
野外调查方法1. 点取法点取法是最简单的野外调查方法。
研究者在研究区域内随机或系统地放置若干个点,然后在每个点上垂直向下观测,记录植被覆盖地面的情况。
植被覆盖度为被植被覆盖的点数占总点数的百分比。
2. 线段法线段法与点取法类似,但观察的是线段。
研究者沿着研究区域内预先确定的线段行走,并记录线段上被植被覆盖的长度。
植被覆盖度为被植被覆盖的长度占总线段长度的百分比。
3. 样方法样方法涉及在研究区域内建立固定大小的样方,然后记录每个样方中植被覆盖地面的面积。
植被覆盖度为被植被覆盖的面积占总样方面积的百分比。
遥感方法遥感方法利用卫星或航空影像来估计植被覆盖度。
常见的遥感方法包括:1. 归一化植被指数 (NDVI)NDVI 是一个使用多光谱影像计算的指数,可反映植被的绿度和活力。
NDVI 值范围为 -1 到 1,正值表示植被覆盖,负值表示裸露地表或水体。
2. 植被指数最大值复合 (EVI)EVI 是 NDVI 的改进版,它考虑了蓝光反射,以减少大气影响并提高植被覆盖度的准确性。
3. 分割图像法分割图像法涉及将遥感影像分割成小区域,然后将每个区域分类为植被覆盖或其他土地覆被类型。
植被覆盖度为被分类为植被覆盖的区域面积占总研究区域面积的百分比。
选择最合适的方法选择最合适的植被覆盖度计算方法取决于以下因素:数据类型:野外调查需要收集现场数据,而遥感方法使用遥感影像。
研究规模:野外调查通常用于小区域,而遥感方法可用于大区域。
精度要求:某些研究可能需要更高的精度,这可能会影响方法选择。
成本和可行性:野外调查可能需要更多的时间和资源,而遥感方法成本可能会更高。
通过考虑这些因素,研究者可以选择最适合其研究目标和资源限制的植被覆盖度计算方法。
覆盖度提取

0.63
0.39 0.65 0.69 0.65 0.77 0.62 0.732 0.58
灌木
针叶 灌木 灌木 混交林 乔木 乔灌木 乔灌木 灌草
目视解译覆盖度
像元二分法与目估法覆盖 度之间的统计关系
HF14
39.9832
116.0528
0.70
0.504
灌木
应用实例
利用北京西北部山区的两期LandsatETM、TM5图像计算植被覆盖度
ETM 1999/07/01 GMT 04:25:24
TM5 2009/07/20 GMT 02:42:20
1 辐射定标
建立遥感传感器的数字量化输出值DN与其所对应视场 中辐射亮度值之间的定量关系: Lλ= Grescale×DN+ Brescale 式中Lλ为辐射亮度值 (W/m2·sr·μm) ,DN为原始影 像像元值,Grescale为校正增益系数,Brescale为校正偏差 量。
FLAASH: 0.685681
FLAASH: 0.152263
北京西北部山区NDVI
1999/07/01
2009/07/20
基于NDVI的覆盖度像元二分法计算公式
F=(NDVI- NDVISoil )/(NDVIVeg- NDVISoil) 统计NDVI图像直方图,以直方图中1%像元对应 的NDVI值作为裸土植被指数,以99%对应的 NDVI作为100%覆盖条件下的植被指数。将直方 图方法推算的NDVIsoil和NDVIVeg代入公式计算 图像覆盖度,并将小于0的像元强制赋予0值,大 于1的像元强制赋予1值。
水体 DN: -0.286784 RAD: -0.348847 TOA: -0.168041
矿业城市植被覆盖度空间提取及时空分析——以徐州市为例

araman等「幻综合遥感数据和基础数据定性分析了矿 区开发对矿区地表植被、土地利用和土质的影响水平 。 在国内,杜培军等⑷探讨了 3S技术在矿区生态环境重 建和环境评价方面应用的可行性和优越性;王晓红 等日对高分辨率卫星数据在矿山开发状况及环境监测 中的应用效果进行了比较;陈华丽等旧利用时间序列 遥感图像,定量分析了矿区周边生态的时空变化;张杰 林等⑺通过光谱建模和高光谱数据挖掘技术,研究了 煤矿区污染源的时空分布状况并对矿区环境进行了综 合评价。目前,社会各界人士将目光主要放在了矿区 的土地利用变化方面,只有少数人研究植被的变化状 况。植被覆盖度可以衡量城市不同地区的植被量,其 等级划分可以用来统计城市植被分布健康情况矿 区的植被覆盖度是生态变化的重要评价参数 ,也是衡 量矿业城市生活质量和城市文明的重要标志 ,是一座 城市可持续发展的重要环境因素。因此,研究矿业城 市的植被覆盖时空变化可有效反映城市转型发展的变 化趋势,为生态环境保护提供支持。
系。徐州市在转型发展过程中,注重生态环境保护,为其他资源枯竭;谷歌地图引擎;Landsat
中图分类号:X835 文献标志码:A
文章编号:1009-5500(2021)03-0091-08
DOI: 10. 13817/j. cnki. cyycp. 2021. 03. 013
化植被指数构建像元二分模型。
NDVI
=
NIR-R NIR+R
(1)
式中,NIR是近红外波段的反射率,R是红光波段
的反射率。
NDVI的取值为一1~1。当NDVI取值为负时, 地面覆盖物一般为雪、云、水等地物,对可见光具有高
反射;当NDVI为零时,地表覆盖表现为岩石或裸土 ; 当NDVI为正时,地表有植被覆盖,NDVI的值随植被 覆盖度增大而增大。
基于多波段遥感技术的植被覆盖度提取探究

基于多波段遥感技术的植被覆盖度提取探究多波段遥感技术是一种强大的工具,可以为我们提供大量的遥感数据,供我们进行分析和研究。
在多波段遥感技术中,植被覆盖度提取是一个非常重要的研究领域。
本文将探讨基于多波段遥感技术的植被覆盖度提取方法及其应用。
一、多波段遥感技术多波段遥感技术是指将多种波段的电磁信号收集下来,然后通过数据预处理、信息提取、处理和分类等步骤处理这些数据。
这种技术可以提供非常详细的地表信息,因此被广泛应用于资源管理、环境监测、土地利用类型分类以及农业等领域。
对于植被覆盖度的提取来说,多波段遥感技术可以提供大量的数据,包括植被指数、反射率、植被颜色等信息。
二、植被指数植被指数是利用多波段遥感技术推算出来的指标。
常见的植被指数包括归一化植被指数(NDVI)、土壤调节植被指数(SAVI)和广义植被指数(GVI)等。
在这些指数中,NDVI是最广泛使用的指数之一,它的理论基础是在不同波段的反射率之间建立联系,通过绿色植被吸收红光和近红外辐射来反映植被的分布情况。
NDVI的值范围为-1到1,-1表示完全的背景情况,而1则表示完全的植被覆盖。
三、植被覆盖度的提取方法1、基于像元的方法基于像元的方法是指通过对每个像素进行单独处理,在像元级别上进行植被覆盖度提取。
这种方法适合面积较小的区域,如城市绿地、景区和园林等。
通常的做法是通过对多个波段的光谱反射率值进行分析,来推算出植被覆盖度。
具体的处理方法包括像元比较、像元转换和像元分析等。
2、基于对象的方法基于对象的方法是指通过对地物对象进行分析,在对象级别上进行植被覆盖度提取。
这种方法适合面积较大的区域,如农田、沙漠和森林等。
常用的处理方法包括建立阈值、分类和聚类等。
四、多波段遥感技术在植被覆盖度提取中的应用多波段遥感技术在植被覆盖度提取中的应用非常广泛。
例如,在农业生产中,可以通过多波段遥感技术检测农作物的生长状况和缺水情况。
在森林覆盖度监测中,可以通过多波段遥感技术获得不同颜色的影像,以反映出森林覆盖度的变化。
植被覆盖度的提取方法研究综述

2 0 1 3年 4月
黄 河 水 利 职 业 技 术 学 院 学 报
o u r n a l o f Ye H o w Ri v e r C o n s e r v a n c y T e c h n i c a l l n s t i t u t e
土 高 原水 土流 失 过 程 与 控 制 重 点 实 验 室 开 放课 题基 金 资助 项 目( 2 0 1 2 0 5 )
V o 1 . 2 5 No . 2 A1 3 1 " . 2 0 1 3
植被覆盖度 的提取 方法研 究综述
汪 明 霞 , 一 . 王 卫 东 , 。
( 1 . 黄河水利 职业技术 学院 , 河南 开封 4 7 5 0 0 1 ; 2 . 小流域水利河南省高校 工程 技术研 究 中心 河南 开封 3 . 水利部黄土高原水土流失过程与控制重点实验 室, 河南 郑州 4 5 0 0 0 3 ) 4 7 5 0 0 1 :
度 监测 , 对 于较大范 围内的植被覆 盖 度监 测 , 它 常作
为遥 感监 测 的辅助 手段 , 为 遥感 监测 提供基 础 数据 , 对建 立植 被覆 盖度 经验 模 型及遥 感覆 盖度 监测 的精 度评 价 和验证 . 有 着很 重要 的意 义 。 目前 , 较 为熟 知 的地 表实 测方 法有 目估 法 、 采 样法 、 仪 器法 、 模 型法 。
码相 机作 为传 感器 。利 用计 算 机 的图像 处理 软件 进 行处 理 , 因此 较 为经 济 , 测 量效 率 也 高 , 而且 测 量 结 果有 较高 精度 。这 使该 方法 成 为 目前 地 表实 测方 法 的 主要 方 法 。Wh i t e等 在对 多 种地 表 实 测方 法 比较 之后 , 认 为仪 器法 是较 容易 掌握 , 而且 可 以作 为验 证 遥感 信息 的可 靠方 法 。
基于遥感图像的植被覆盖变化检测方法研究

基于遥感图像的植被覆盖变化检测方法研究一、前言植被覆盖是自然界中一个重要的因素,它对气候、水文循环、生物多样性等方面起着重要的作用。
随着城市化和经济发展,植被覆盖范围的变化成为了一个非常关注的问题。
利用遥感技术对植被覆盖变化进行监测与分析,能够提供及时、准确的空间信息,对科学合理的资源环境监测与管理具有重要意义。
二、植被覆盖变化检测方法1. 基于遥感影像的信息提取利用遥感技术获取植被覆盖信息是植被覆盖变化检测的基础。
根据遥感影像的层次结构,从低到高可以分为:像元、细节、对象、语义等四个层次。
常用的植被覆盖信息提取方法有像元法、指数法、分类法等。
2. 基于多时相影像的差异分析利用遥感技术获取多个时间段的植被覆盖影像,进行影像叠加和差异分析。
差异分析方法有基于阈值法、基于纹理分析法、基于机器学习等。
3. 基于空间分析的植被变化监测基于遥感影像分析的植被覆盖变化检测往往需要结合空间分析。
包括空间统计分析、空间模型建立、空间交互分析、空间模拟等。
三、应用现状植被覆盖变化监测已经在不同领域得到广泛应用,其中包括生态监测、城市规划、资源管理等。
例如,在生态保护领域,植被覆盖变化监测可以提供保护区内植被覆盖情况,为生态保护提供科学依据。
在城市规划方面,植被覆盖变化监测可以提供城市绿化布局和发展方向,对城市可持续发展具有重要意义。
在资源管理方面,植被覆盖变化监测可以提供不同地区植被覆盖的变化情况,为决策管理提供科学依据。
四、未来发展趋势未来,随着遥感技术的不断进步,基于遥感图像的植被覆盖变化检测方法将越来越完善和成熟。
同时,在科技创新和社会发展的推动下,越来越多的植被覆盖变化监测将运用到生态、城市和资源领域,为未来的可持续发展提供有效支持。
五、总结基于遥感图像的植被覆盖变化检测方法已经成为了一种重要的技术手段,为各领域的可持续发展提供了有力支持。
在未来,我们应该继续推动植被覆盖变化监测技术和应用的发展,为实现绿色、低碳、可持续的发展提供有效保障。
混合像元二分模型提取植被覆盖度

植被覆盖度andNDVI
y = 0.3464x + 0.1275 R²= 0.8482
y = 0.3464x + 0.1275 R²= 0.8482
实测覆盖度和像元二分模型计算覆盖度
y = 0.5679x + 0.0762 R²= 0.8482
y = 0.5679x + 0.0762 R²= 0.8482
混合像元二分模型提取植被覆盖度 主要任务:植被覆盖度提取
1.文献阅读 2.影像下载处理 3.等密度(混合像元二分模型)提取植被覆盖度
混合像元二分模型提取植被覆盖度
目估法
经验模型法
问题:像元分解
样带法
确定一个像元内植被所 植被指数 转换
优势互补
遥感
非遥感
方法
提高精度方法样点发来自占比重 光谱混合 分析
样方法
NDVI 二分模型计算覆盖度
实测覆盖度
实测覆盖度
混合像元二分模型提取植被覆盖度
实测数据 二分模型反演数 据
覆盖度
谢谢!
仪器采样 法
2.影像下载处理
混合像元二分模型提取植被覆盖度
结合NDVI像元二分模型公式: NDVI=(NIR-R)/(NIR+R) Fc =(NDVI -NDVIsoil)/(NDVIveg -NDVIsoil)
Fc为植被覆盖度;NDVIsoil为无植被覆盖 区域或完全裸土的NDVI 值;NDVIveg则代 表完全由植被所覆盖的像元的NDVI 值, 即 纯植被像元的NDVI值。
混合像元二分模型提取植被覆盖度
混合像元二分模型提取植被覆盖度
近红光和红外波段直方图
NDVI统计
混合像元二分模型提取植被覆盖度
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植被覆盖度具有以下两个特点:
(1)测算植被覆盖度必须将植被地上部分对植被生长 区域的地面进行垂直投影。如在山坡上测算植被覆盖度 时,要求将植被对坡面垂直投影,而不是铅垂投影;
(2)同样面积的植被,对不同的研究范围而言,会有不 同的覆盖度。如一个流域内一定面积的森林,研究区为整 个流域计算的植被覆盖度通常小于研究区为整个林区计 算的植被覆盖度。
4 植被覆盖度的提取方法
VFC的估算方法主要分为地面测量和遥感监测。地面测 量主要包括目估法、采样法、仪器法和模型法等。这种方法主 要受野外作业,受时间、区域等的限制,精度不高且需要花费 巨大人力、财力,一般情况下特定的模型只适用于特定的区域 或特定的植被类型,不易推广。遥感监测是利用遥感技术获取 研究区的植被光谱信息,然 后 建 立 其 与VFC的 关 系, 进 而 获 得VFC,主要有统计模型法(分为回归模型法和植 被指 数 法)、物 理 模 型 法、像 元 分 解 模 型法、FCD(F orest Ca-nopy Density Mapping)模型法和基于数 据挖掘技术的方法等。统计模型法应用简单,易于计算,
研究意义
植被覆盖度是反映植被基本情况的客观指标,在许 多研究中常将其作为基本的参数或因子。植被覆盖度 及其精准测算研究主要具有以下重要意义: (1)作为科学研究必要的基础数据,为生态、水保、土 壤、水利、植物等领域的定量研究提供基础数据,确保 相关研究结果、模型理论更加科学可信; (2)作为生态系统变化的重要标志,为区域或全球性地 表覆盖变化、景观分异等前沿问题的研究提供指示作 用,促进自然环境研究不断深入发展。
其变化信息,在像元分解模型的基础上,采用Gቤተ መጻሕፍቲ ባይዱtma
n等提出的混合像元二分模型和改进的NDVI参数确定
方法定量估算了三江源区2000~2009年的VFC, 计算精度表明该方法适应于区域植被覆盖信息的提取。
李向婷等(2013年)为探寻一种 满足大尺度荒漠地区的植被覆盖度信 息的提取方法,以新疆荒漠区为例, 对比和分析现有的遥感方法在干旱荒 漠区的应用效果,利用MODIS遥感影像 和野外植被覆盖度实测数据,对常用的 6种遥感植被覆盖度提取方法(改进的 三波段梯度差法、像元二分法、线型 混合像元分解法、归一化植被指数法、 增强型植被指数法和修正型土壤调整 植被指数法)的结果进行精度验证和对 比分析。
3.1 国外研究进展
植被覆盖度是描述生态系统的重要参数之一。完 全依靠实测地面样方来估算植被覆盖度的方法,不但花 费大量人力、物力,精度也不高;利用遥感数据通过回 归获取研究区植被覆盖度,是当前区域生态建设、监测 等的重要手段。通过遥感影像的不同波段构造的各种 植被指数来反演植被覆盖度是最主要的手段,其中归一 化植被指数(NDVI)应用最为广泛。目前,地面监测中己 广泛的运用NDVI,Timothy等用NDVI对美国新墨西哥州 的草场产量进行了定量评价,Isaev等运用火灾前后 NDVI的变化评估森林火灾造成的损失,Wang等运用洪水 前后的NDVI变化,研究了中国1998年长江流域的洪涝灾 害。Tucker等利用NOAA-AVHRR数据对非洲大陆的干旱 与沙漠化等植被覆盖变化进行了监测分析。
贾坤等(2013年)在植被覆盖度遥感估算研究进 展中综合分析了用于植被覆盖度估算的遥感数据源, 包括高光谱数据、多光谱数据、微波数据和激光雷达 数据。而且分析了各种常用的植被覆盖度遥感估算方 法及其优缺点。
程红芳等(2008年)在植被覆盖度遥感估算方法 研究进展中综合分析讨论了目前常用的关于遥感影像 的植被覆盖度常用估算方法,对比分析了它们的优缺点 。
植被覆盖度(VFC, Fractional Vegetation Cover)指包括乔、灌、草和农作物在内所有植被的冠 层、枝叶在生长区域地面的垂直投影面积占研究统计 区域面积的百分比, 是衡量地表植被状况的一个最重 要的指标,其动态是全球及区域生态变化的热点研究领 域,因此建立快速、准确的VFC估算方法成为当前 建立全球及区域气候生态模型的基础工作之一。
在小范围内具有较高的精度,但需要大量的实测数据,而且 易受观测时大气状况、土壤状况等的影响,不易推广;物理模 型估算的VFC虽与野外实测结果较为一致,但物理模型涉及 的物理几何参数较多,而且计算复杂,现实中很少用到;FC D、基于数据挖掘技术的方法也存在类似的问题。像元分解模 型是最常用的估算模型,Gutman等在像元分解模型的基 础上提出的均一亚像元模型和混合亚像元(等密度、非密度和 混合密度)模型,已成为相关研究领域的趋势。植被指数是单 位像元内的植被类型、覆盖形态、生长状况等的综合反映,其 大小取决于VFC等要素,从而可以利用植被指数估算VFC。 到目前为止,已经发展了多种植被指数,如归一化植被指数N DVI、土壤调整植被指数SAVI、大气阻抗植被指数AR VI等。归一化植被指数NDVI是目前应用最广泛的植被指 数,与植被的分布呈线性相关,是植被生长状态和空间分布的 最佳指示因子,也是遥感估算VFC最常用的植被指数。以下 将试对植被覆盖度的提取方法进行评述。
崔天翔等(2013年)以华北内陆典型的淡水湿 地——北京市野鸭湖湿地自然保护区为研究对象,以 中等分辨率的 Landsat TM 影像为数据源,基于线性光 谱混合模型( LSMM) 对研究区的植被覆盖度进行了估 算。
于秀娟等(2013年)在三江源区植被覆盖度的定量估 算与动态变化研究中为了有效提取和定量评价VFC及
学院:城环学院 专业:自然地理学 姓名:王文静 学号:201320746
引言 植被覆盖度的定义与研究意义 国内外研究进展 植被覆盖度的提取方法 总结 文献翻译
植被是生态系统存在的基础,不论在生物化学循 环还是在水循中,都扮演着重要的角色。植被依据生 态系统中水、热、气等状况,调控其内部与外部的物 质、能量交换,植被覆盖度的变化是地球内部作用(土 壤母质、土壤类型等)与外部作用(气温、降水等)的 综合结果,是区域生态系统环境变化的重要指示。全 球变化与陆地生态系统响应(GCTE)是当前全球变化研 究的重要内容,而有关地表植被覆盖与环境演变关系 的研究是其中最复杂和最具活力的研究内容。