不同卫星像元尺度植被指数比较研究文献综述

 2023-09-27 10:09

文献综述

一 文献综述与调研报告:(阐述课题研究的现状及发展趋势,本课题研究的意义和价值、参考文献)

1.1研究背景

长期以来,人类对生态环境资源不合理的开发利用以及全球变化等因素引起的生态系统退化与破坏,生产力降低和环境质量的下降已经成为人类面临的亟待解决的重大环境问题之一。据统计,人类对土地的不合理利用导致了50x108 hm2土地退化,使全球43%的陆地植被生态系统的服务功能受到影响。中国的生态系统退化面积约占国土面积的1/4.,生态恢复任务艰巨。内蒙古是我国荒漠化较为严重的省区之一,建国以来,局部改善、整体恶化的趋势仍未得到根本改变。全区沙漠化土地和潜在沙漠化土地约占土地总面积的38%,水土流失面积占总面积15.8%,沙化退化草原占草原总面积的32.7%。在现有耕地中,沙化耕地面积4272.3万亩,平均单产仅66公斤。

针对以上情况,国内学者通过各种手段对内蒙古植被生态系统进行了研究,以探讨生态恢复与重建对策。归一化植被指数( Normalized Differential Vegetation Index ,NDVI)是反映土地覆盖植被状况的一种重要遥感指标。它能够敏感地反映出植被生长状况。生物物理化学性质及生态系统参数的变化,在一定程度上反映了像元所对应区域的植被和土地覆盖类型的综合情况,因此,NDVI常被直接或间接用于研究植被或土地覆盖变化研究[1]。李云鹏等利用NDVI遥感影像分析了内蒙古植被覆盖宏观变化和荒漠化的情况 ,但更多的研究集中于一些生态脆弱区,如锡林郭勒草原和黑河流域内蒙古段。在黑河流城内蒙古段,研究内容主要是植被变化遥感分析、植被变化空间差异及其与径流量关系、植被需水量等要因的探讨。在气候干旱,生态脆弱的锡林郭勒地区,人们研究草地生态系统现状演变规律及其驱动机制,发现锡林郭勒草地生态系统在2000年以后开始好转。徐建春等认为内蒙古中西部地区环境质量退化的原因是气候干旱化;而兰玉坤通过对近50年内蒙古气候变化研究表明,内蒙古从20世纪90年代之后,东部地区降水呈减少趋势,中西部地区呈明显的增加态势;时忠杰等对近25年内蒙古植被分布的研究结果也支持了这一结论。

综上所述,对于内蒙古全区宏观尺度上的研究分析较少,缺乏对植被分布的时空变化分析。近年来,全球变暖加剧,气温上升,旱涝频发,对内蒙植被整体产生了怎样的宏观影响尚不明确。通过对时间序列NDVI数据的分析,对内蒙古近几年来植被的时空变化情况作具体深入的研究,以期把握内蒙古陆地植被生态系统的整体变化趋势,为生态系统变化监测、恢复、重建提供对策依据。

1.2研究现状

随着遥感观测技术的日益成熟,利用遥感器获取植被指数产品进行植被监测和分析地表覆盖变化的研究日益增多[4-6]。研究结果表明, 利用在轨卫星的红光和红外波段的不同组合进行植被研究非常好。这些波段在气象卫星和地球观测卫星上都普遍存在, 并包含 90%以上的植被信息[2]。这些波段间的不同组合方式统被称为植被指数。而归一化植被指数(NDVI)是基于植被叶绿素在绿光处的强吸收,通过对红光和近红外波段反射率的归一化组合来实现对植被状态的表

达。在近几十年内,遥感技术伴随着航空、航天技术的发展而不断提高与完善,得到了迅速、全面的发展,越来越多地应用在了农业、气象、军事、城市监测等方面,显示出极其广泛的应用价值,良好的经济效益和巨大的生命力,是地球科学和资源环境学科开展研究的基础技术、信息科学的主要组成部分[28]。运用遥感的方法,对植被提取分析并进行动态监测,可以及时有效的反映植被的反演状况,从而使得可以更好的用于比较不同卫星数据的时空序列上的差异。

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