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《基于MODIS数据的洞庭湖水面面积估算方法_龚伟.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、DOI:10.16232/j.cnki.1001-4179.2009.14.011第40卷第14期人民长江Vol.40,No.142009年7月YangtzeRiverJuly,2009文章编号:1001-4179(2009)14-0040-04基于MODIS数据的洞庭湖水面面积估算方法龚伟杨大文钱群(清华大学水利水电工程系,北京100084)摘要:利用美国Terra卫星上MODIS传感器提供的NDVI数据产品,采用两种方法分别在年和月时间尺度上对2000～2007年间洞庭湖的水面面积进行了估算。在年尺度上,采用I
2、SODATA方法对NDVI时间序列进行非监督分类,区分水面及各种湿地类型,并分析了各类湿地的面积变化趋势。在月尺度上,采用16d平均NDVI数据,通过NDVI阈值提取水面,在不同的季节选取不同的阈值,并将基于NDVI数据得到的水面面积与基于水位—面积曲线得到的水面面积进行了对比分析。在此基础上,探讨了两类不同尺度上分类方法的优点、缺点及适用范围。关键词:水面变化;MODIS;NDVI;非监督分类;洞庭湖中图分类号:X171.1文献标识码:A本文采用了美国NASA网站上提供的TerraMODIS16d合1数据来源成的
3、植被指数产品MOD13Q1,该数据的空间分辨率为250m。本文使用的卫星遥感数据为美国Terra卫星的中分辨率成MOD13Q1产品选择为16d中无云数据的合成,合成过程中优像光谱仪(MODIS)传感器提供的归一化植被指数(NDVI)数据。先选择近星下点无云的像元,并尽可能减小云、阴影、大气中气Terra(EOS-AM1)是美国地球观测系统(EOS)的先进极地轨道溶胶的影响,并应用二向反射率(BRDF)模型对观测角度进行[2]环境遥感卫星,于1999年12月18日发射,可提供2000年以后了订正。研究区域范围为北纬2
4、8.5°～29.5°、东经111.75°的数据。该卫星通过洞庭湖的时间为当地时间10:30和22:30。～113.25°,时间范围是2000年2月至2007年12月。其中MODIS是EOS-AM1系列卫星的主要探测器之一,它是新在数据处理过程中,首先采用MODIS投影变换软件(MRT一代“图谱合一”的光学遥感仪器,具有36个光谱通道,分布在工具)进行拼接和投影变换,参考坐标系选用WGS84椭球体和0.4～14μm的电磁波谱范围内,地面分辨率分别为250、500mUTM投影,重采样后的分辨率分别为250m。尽管16d
5、合成后以及1000m。多波段数据可以同时提供反映陆地、云边界、云NDVI数据质量相对于每天数据有了较大提高,但是受云和阴影特征、海洋水色、浮游植物、生物地理、化学、大气中的水汽、地表以及辐射校正精度的影响,下载的NDVI数据仍会出现色调不[1]温度、云顶温度、大气温度、臭氧、云顶高度等特征信息。一致的情况,影像上常出现各种暗影、黑斑、白斑。为保证成果植被指数是一种通过多波段数据组合来识别地表土壤、植质量,参考了MODIS陆地工作组(MODLANDST)提供的数据质[3]被、水体的综合指标。植被在红光波段(0.60～
6、0.70μm)有一量评估结果,如果研究区域内超过20%的像元质量不佳,则个强烈的吸收带,它与叶绿素密度成反比,植物的反射光谱曲线不采用这幅影像。2000～2007年共有180幅影像,剔除质量不因叶绿素对这部分光的强烈吸收而呈波谷形态;而在近红外波佳的34幅之后,还剩146幅质量较佳的影像用于本文的分析。段(0.75～1.3μm)有一个较高的反射峰,它与植物叶绿素密度2年尺度的水面识别成正比。因此,这两个波段的组合与植被的叶绿素含量、叶面积[4]和生物量密切相关。归一化植被指数(NDVI)又称标准化植被根据从农田遥感
7、观测总结的经验,在年尺度上,以全年指数,定义为近红外波段NIR(0.7～1.1μm)与可见光红外波所有遥感影像合成的NDVI时间序列为研究对象,以不同土地段RED(0.4～0.7μm)反射率之差和这两个波段反射率之和的覆被的全年NDVI变化过程为依据进行分类。农田植被遵循严[1]比值,即:格的物候学规律,例如小麦往往都在每年的同一个时间拔节、抽ρNIR-ρRED穗、灌浆,其具体时间受水分和温度等条件的影响,但各年之间NDVI=ρNIR+ρRED差别不大。所以对于同一种农作物,每年的NDVI变化过程都式中ρNIR是近
8、红外波段反射率;ρRED是红外波段反射率。是几乎一致的。不同种类的生物遵循不同的物候学规律,例如收稿日期:2009-05-12基金项目:水利部公益性行业科研专项经费项目(200801008);国家“十一五”科技支撑计划(2006BAB05B04-3(1))作者简介:龚伟,男,清华大学水利水电工程系水沙科学与水利水电工程国家重点实验室,博士研究生。第14期龚伟
