植被指数研究进展:从AVHRR-NDVI到MODIS-EVI

目前应用广泛的植被指数AVHRR—NDVI仍有一些缺陷。主要表现在：(1)在植被高覆盖区容易饱和。这除了红光通道就容易饱和外．主要是基于NIR／Red比值的NDVI算式本身存在容易饱和的缺陷；(2)没有考虑树冠背景对植被指数的影响；(3)NDVI的比值算式和最大值合成算法(MVC)确实消涂了某些内部和外部噪音。但最终的合成产品仍然有较多噪音；(4)MVC不能确保选择最小视角内的最佳像元。所有这此AVHRR—NDVI的局限性。在基于“中分辨率成像光谱仪(MODIS)”的“增强型植被指数(EVI)”产品中。都有不同程度改善。MODIS—EVI改善表现在：(1)大气校正包括大气分子、气溶胶、薄云、水汽和臭氧。而AVHRR—NDVI仅对瑞利散射和臭氧吸收做了校正；这样MODIS—EVI可以不采用基于比值的方法。因为比值算式是以植被指数饱和为代价来减少大气影响；(2)根据蓝光和红光对气溶胶散射存在差异的原理。采用“抗大气植被指数(ARVl)对残留气溶胶做进一步的处理；(3)采用“土壤调节植；波指数(SAVl)”减弱了树冠背景土壤变化对植被指数的影响；(4)综合ARVI和SAVI的理论基础。形成“增强型植被指数(EVI)”。它可以同时减少来自大气和土壤噪音的影响；(5)采用“限定视角内最大值合成法(CV—MVC)”。选择最小视角内的最佳像元。此外。目前正在试验的“双向反射分布函数(ERDF)合成法”。首先把不同视角换算为星下点像元反射值。然后采用CV—MVC合成。目的是进一步提高EVI对植被季节性变化的敏感性。总之。MODIS—EVI使植被指数与不同覆盖程度植被的线性关系得到明显改善。尤其在高覆盖区表现良好。  

1983～1992年中国陆地NDVI变化的气候因子驱动分析

利用1983－1992年NOAA／AVHRR逐月的归一化植被指数（NDVI）资料和中国国家气象局全国160个基本标准气象站的月均温和降雨数据，探讨气温，降水对中国植NDVI动态变化驱动作用。首先计算了NDVI与气温，降水偏相关和复相关系数，研究了中国植被NDVI变化的气候因子驱动的区域分异规律，并据此，对中国植被NDVI变化的气候因子驱动进行了分区，共分出4个一级区，6个二级区和14个三级区，进一步表明了中国植被NDVI变化气候因子驱动的区域差异。  

基于NOAA／AVHRR数据的中国主要植被类型NDVI变化规律研究

在遥感（ＲＳ）、地理信息系统（ＧＩＳ）、全球定位系统（ＧＰＳ）———３Ｓ支持下，利用连续时间序列的１ｋｍ×１ｋｍ分辨率的ＮＯＡＡＡＶＨＲＲ数字影像，通过主分量分析和非监督分类，对中国植被进行了宏观分类。在多种基础图件的支持下，结合归一化植被指数（ＮＤＶＩ）年内季节变化规律，分出３５个植被类型，９个植被型组。通过重建不同植被类型ＮＤＶＩ特征值１０年的时间变化序列，划分出４个内部各类型ＮＤＶＩ变化过程具有相对一致性的区域（二级区域），明显的呈现从东南到西北的带状分布。再逐级归并，产生两个变化的一级区域。区域的界线基本与我国三大自然区域的东部季风区西北部的界线相吻合。进而从ＮＤＶＩ动态变化的角度进行了区划，包括２个一级区域，９个二级区域，进一步阐明了中国植被ＮＤＶＩ动态变化的区域差异。  

光谱植被指数与水稻叶面积指数相关性的研究

 综合分析比较了几种常见光谱植被指数与水稻（Oryza sativa）叶面积指数的相关性及其预测力。结果表明，植被指数的预测力在水稻营养生长旺盛期间最好。植被指数的预测力主要依赖于叶面积指数(LAI)的整体变化范围。因此，综合不同生育时期和氮肥处理的试验资料，光谱植被指数能准确地预测LAI的变化。LAI与各植被指数均呈曲线相关，与比值植被指数(RVI)、再归一化植被指数(RDVI)和R810/R560显著幂相关，与归一化植被指数(NDVI)、垂直植被指数(PVI)、差值植被指数(DVI)、土壤调整植被指数(SAVI)和转换型土壤调整指数(TSAVI)显著指数相关。其中，近红外与绿光波段的比值R810/R560的预测力最佳。用不同移栽秧龄、不同密度、不同水分和氮肥处理的数据对R810/R560的表现进行了检验，结果表明估算精度平均为91.22%，估计的均方差根(RMSE)平均为0.480　5，平均相对误差为-0.013。表明宽波段光谱植被指数可以准确地用来监测水稻叶面积指数。  

气象因子与地表植被生长相关性分析

降水和气温是影响地表植被覆盖状况的两个重要的气象要素，地表植被的生长对它们的响应又存在一定的滞后效应。利用我国334个气象台站和1982-1994年NOAA-AVHRR卫星数据，通过相关分析研究了我国4-7月份气候区域降水和活动积温对地表植被的影响。结果显示，不同的气候区域和月份，降水和积温对地表植被的作用程度明显不同；前期降水和活动积温对植被作用的有效时间尺度也分布不均，并与土壤质地类型分布有关，因此，通过某一固定时间尺度的降水或活动积温不能准确的预测大区域地表植被的生长状况。  

基于遥感影像的城市土地利用生态环境效应研究——以城市热环境和植被指数为例

城市化过程中,农村的土壤、水面以及植被等土地覆被类型逐渐减少,取而代之的是由沥青、水泥以及金属等组成的不透水表面,这个过程导致地表水分蒸腾减少、径流加速、显热的存储和传输增加以及水质降低等一系列生态环境效应,其中最明显的两个特征就是土地覆被的植被减少、城市热岛的出现.而城市土地利用类型及其空间结构的生态环境效应同时又是城市生态学中的关键问题,其研究对优化城市功能分区和城市规划管理以及城市可持续发展等都具有重要意义.以上海市为例,采用Landsat7的ETM＋为基本数据源,首先定量反演了每个像元内的陆地表面温度（LST）和植被指数（NDVI）,然后利用GIS中的空间分析功能,将由于城市土地覆被所形成的生态环境效应综合到土地利用的图斑中来,按照这个思路对城市土地利用的生态环境效应进行研究.分析LST、NDVI在不同土地利用类型之间的差异以及二者之间的定量关系,并引入多样性指数（SHDI）,讨论了不同土地利用的空间组合下,LST和NDVI的空间差异及相互关系.研究结果显示：LST和NDVI具有明显的相关性,LST大的区域对应NDVI一般都较小,反之亦然;中心城市LST表现出热岛效应,而NDVI则为低谷效应.通过Tamhance T2 post-hoc多重比较发现,LST以及NDVI在两两土地利用类型之间的差异不同.从土地利用斑块和类型两种尺度水平上建立了LST和NDVI的定量关系,二者具有明显负相关的线性关系,但在不同土地利用类型上二者关系并不同.其中工业仓储、交通用地与公园绿地、农业用地差异最为显著.它们和SHDI之间的关系揭示,LST与土地利用多样性具有正相关关系,而NDVI则与SHDI呈负相关关系,SHDI越大的地区,LST越大,而NDVI越小.由此,可以将LST、NDVI和SHDI作为三个基本指标,来定量评价城市土地利用类型、结构对生态环境的影响,以此作为城市功能分区中生态环境影响评价的参考.也为高性价比的中等分辨率遥感数据与GIS空间分析方法结合在城市规划中的应用提供了一种新的思路.  

遥感在植被净第一性生产力研究中的应用

植被净第一性生产力 (简称ＮＰＰ)是指绿色植物在单位面积、单位时间内所累计的有机物数量 ,是由光合作用所产生的有机质总量中扣除自养呼吸后的剩余部分。它直接反映了植物群落在自然环境条件下的生产能力。据研究 ,在假使生态系统的呼吸作用保持恒定的条件下 ,植被ＮＰＰ每增长 2 %就会净吸收 1Ｇｔ(10 15ｔ)的Ｃ(碳物质 ) [3 8] 。所以 ,近几年来各国学者对ＮＰＰ的研究倍受重视 ,尤其在国际生物学计划 (ＩＢＰ)期间进行了大量的植物ＮＰＰ的测定 ,并以测定资料为基础联系环境因子建立模型对植被ＮＰＰ的区域分布进行评估 ,极大地促进了…  

基于遥感影像的植被指数研究方法述评

随着遥感技术的发展，植被指数作为用来表征地表植被覆盖和生长状况的度量参数，已经在环境、生态、农业等领域有了广泛的应用。本文在分析植被指数形成机制及影响因子的基础上，对其具有一定技术突破的典型植被指数进行了归纳分类与比较分析，并评价了各自的优势和局限性。植被指数按遥感数据采集的平台可以分为航空植被指数和航天植被指数两大类，其中航天植被指数又可以分为基于波段简单线性组合的植被指数、消除影响因子的植被指数和针对高光谱遥感及热红外遥感的植被指数三类。最后就植被指数应用中存在的问题以及发展前景谈了一些看法：植被指数数目繁琐重复，急待规范条理化；植被指数应用领域不同，使用者时要慎重；植被指数影响因子很多，具体使用时应适时修正；植被指数公式繁琐阻碍其应用，应开发植被指数产品；遥感技术日新月异，积极研发新的植被指数。  

黄河流域植被NDVI与温度、降水关系的时空变化

归一化差值植被指数(NDVI)是植被生长状态和空间分布的指示因子,区域气候对植被生长起着重要作用,两者具有密切的相互关系。通过对黄河流域NDVI与降水、温度的年际变化趋势及相互关系的时空变化规律分析,发现该流域NDVI与降水、温度相关显著的植被类型以草地、灌木为主,但相关区域的空间位置随时间变化。流域尺度上,NDVI年较差、年均温度、月均温度在1982~1999年呈升高趋势,年降水量呈减少趋势;NDVI年较差与年降水、年均温度相关不明显(P>0.05);7月ND-VI与同期降水、温度相关显著,相关系数分别达0.855、0.943。栅格尺度上,流域内大部分地区NDVI年较差与年均温度相关不显著;与年降水相关显著的区域以正相关为主,分布于上游的草地、灌木区;与夏季降水相关显著的区域面积最大,占13.74×104km2,分布于上游的灌木和部分草地,其中7月NDVI与同期降水相关性较好,相关区域的面积有9.91×104km2,分布于中上游干流河道附近的草地、灌木;NDVI年较差与春、夏、秋季的平均温度以正相关为主;4月NDVI与同期温度以正相关为主,分布于兰州上游的草原和灌木,而10月以负相关为主,分布于兰州与宁夏北部石嘴山之间的草地、灌木区。  

北半球高纬度地区气候变化对植被的影响途径和机制

根据标准化植被指数（ＮＤＶＩ）探讨了植被功能的地带特征及其与温度梯度的关系。结果表明在北半球高纬度地区ＮＤＶＩ的年最大值以及该值出现的时间与温度之间存在密切的相在，但共定量关系因纬度而异，在较高纬度地带，两个参数对温度的反应更为敏感，由于这种温度作用的不均衡，气温的增加将可能导致较高纬度地带的植被在物候和生产力上更加接近较低纬度带上的植被，其结果是使大气ＣＯ２季节振幅增大，同时季节谷值出现的时间提