基于MODIS数据的堵河流域生态指数变化及与气候因子的相关性分析

堵河流域是南水北调中线工程的重要水源区,流域的生态环境决定着南水北调的经济效益和水质状况.基于MODIS影像(2001～2017年)、数字表面模型(DSM)与气象数据,采用均值统计法、一元线性回归趋势法和相关分析法对堵河流域总初级生产力(GPP)、归一化差异植被指数(NDVI)、和蒸散发(ET)等生态指数的时空变化特征及其与气象因子的相关性进行研究,探讨堵河流域生态环境演变规律及其气候响应特征.结果 表明:(1)堵河流域多年月均GPP、NDVI和ET分别为1868.67 gC/(m2·month-1)、0.605和959.975 mm/month,植被覆盖率较高;多年年均GPP、NDVI和ET呈现相似的空间分布规律,堵河南岸值均高于北岸,竹溪河流域值均最低,最高值均位于神农架林区在内的高海拔区域.(2)年均GPP、NDVI和ET值总体呈波动上升的趋势,表明堵河流域的生态环境在向好的趋势发展;年内呈周期性单峰变化趋势,7月达到最大值;具有较强的季节性,夏季GPP、NDVI和ET值最大,冬季最小.(3)流域月均NDVI、ET和GPP之间均具有较强的正相关性,其中月均NDVI与月均GPP\ET的相关系数R2均为0.65,月均ET与月均GPP的R2为0.70.(4)流域月均GPP与月均降水的相关性强于月均气温,而NDVI、ET与气温的相关性均大于降水;GPP、NDVI和ET的变化与气温、降水呈现同期变化规律,NDVI、ET和GPP的变化对气候因子的响应不到一个月的滞后性.     

基于决策树—山体阴影模型的植被信息提取研究

植被是土地覆被分类的重要内容,植被分类对研究流域生态具有重要参考价值。鄂西犟河流域是南水北调中线工程的重要水源地,该区以中低山和丘陵为主,地形起伏剧烈,导致遥感影像存在大量阴影,制约了植被分类的精度。基于LandSAT OLI影像,使用ArcGIS的Hillshade模块,输入DEM数据和传感器具体参数,计算得到影像成像时刻阴影的准确分布;统计野外采集地物样本点在MNDWI、NDVI和RVI等指数上的差异;结合决策树分类法,分别设定阴影和非阴影下6类样本的阈值进行分类。结果表明:(1)该方法总分类精度能够达到92.93%,Kappa系数为0.912;(2)阴影和非阴影区植被具备明显的同物异谱和异物同谱特征,表现为阳面的植被指数整体高于阴面;3类林地的RVI值由高往低依次为:灌木,混交林和针叶林。(3)传统经验模型在不同纬度的适用性不同,无法精确提取阴影的范围,降低了分类精度;决策树—山体阴影模型作为一种智能分类方法,能够还原Landsat OLI影像准确的阴影分布,提高山地和丘陵等阴影面积大、形状复杂区域的植被分类精度。