一种植被指数再合成算法制造技术

本发明专利技术公开一种植被指数再合成算法，属于植被覆盖变化研究技术领域。本发明专利技术所述方法将EVI与NDVI在时间上和空间上进行再合成，具体为：提取待测地区近5‑10年内的月NDVI与月EVI；使用最大值合成、均值合成两种方法合成每月NDVI值与EVI值,通过相关分析确定EVIMax值、EVIMean值、NDVIMax值、NDVIMean值为合成VI的基础数据；对EVIMax值、EVIMean值、NDVIMax值、NDVIMean数据进行非线性归一化处理，计算合成植被指数VI；通过合成植被指数分析植被覆盖变化比单一植被指数研究效果更佳。

An algorithm of vegetation index recombining

【技术实现步骤摘要】
一种植被指数再合成算法
本专利技术涉及一种植被指数再合成算法，属于植被覆盖变化研究

技术介绍
植被作为自然地理环境中重要组成部分，影响着自然生态环境的能量平衡，并在水土流失、土壤侵蚀等方面发挥着重要作用。21世纪以来，遥感技术广泛应用于农业研究、生态监测、区域规划等方面，为大面积植被检测、量化提供有效的手段。诸多国内外学者通过植被指数研究植被覆盖变化，已取得大量结果。BenewindeJ-B等利用归一化植被指数(NormalizedDifferenceVegetationIndex,NDVI)变化趋势和土地利用变化分数(LandUse/LandCoverChange,LULCC)对布基纳法索大草原植被覆盖降低原因进行研究，表明降低原因与人类活动、气候和地形条件有关；杜英坤等通过对石家庄1995～2015年期间植被覆盖变化进行监测，表明石家庄植被覆盖度均值增加了3.71％且人为因素是变化的主要因素，许婧等基于NDVI数据对西双版纳植被覆盖变化趋势进行研究，表明西双版纳月变化呈典型底部单峰式分布，年变化呈波动上升趋势。以往的研究多单独使用NDVI、EVI来进行植被覆盖变化研究分析，NDVI具有能在大范围内较为精确反映植被生长状况的特点，对季节性和年变化研究有重大意义，但当地面植被茂密时，NDVI植被指数会出现饱和现象；EVI能较好地解决NDVI的饱和问题，但同时也会将类似于植被光谱特征的像素点提取出来，最终影响植被变化分析结果。整体上来说NDVI、EVI单独使用时，对研究植被覆盖变化效果都有欠缺。>
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术将两种植被指数进行再合成；针对单独使用NDVI、EVI对云南省植被覆盖变化分析出现的饱和问题使用EVI与NDVI植被合成指数(VI)对研究植被覆盖变化具有重要意义；本专利技术的目的在于提供一种植被指数再合成算法，具体包括以下步骤：(1)提取待测地区近5-10年内的月NDVI与月EVI；使用最大值合成、均值合成两种方法合成1-12月的NDVI值与EVI值,得到每月EVI合成植被指数EVIMax、EVIMean和每月NDVI合成植被指数NDVIMax、NDVIMean；通过对月NDVI合成植被指数与EVI合成植被指数进行相关性分析，当皮尔逊相关系数|r|＞0.7，即达到极显著相关时，确定基于EVIMax值、EVIMean值与NDVIMax值、NDVIMean值为合成VI的基础数据；(2)对步骤(1)得到相关性较好的月EVI合成指数和月NDVI合成指数数据进行非线性归一化处理，计算合成植被指数VI公式如下：(3)对步骤(2)基于EVIMax值、EVIMean值、NDVIMax值、NDVIMean数据合成得到的不同植被指数VI进行方差、标准差和变异系数评价，来验证哪种合成植被指数VI的效果最佳；(4)对(3)中得到的时序数据，采用最小二乘法拟合得到对应线性方程(y＝kxi+b+εi)，通过k值来反映植被月覆盖趋势，可表示为：式中：y为植被指数时序数据，x为时间序列，k＞0表示植被活动增高，k＜0表示植被活动降低；(5)基于(3)的评价结果，在空间上进行VI的合成，通过做差值分析每月的变化情况，在空间上可直观反映待测地区植被覆盖变化情况。优选的，本专利技术步骤(1)所述最大合成法的计算公式如下：NDVIY(i，j)＝MAX(NDVIX(i，j))(3)EVIY(i，j)＝MAX(EVIX(i，j))(4)式中，Y代表1～12月中某一个月，X代表近5年相同月份的影像数据。优选的，本专利技术步骤(1)所述均值合成法的计算公式如下：NDVIY(i，j)＝Mean(NDVIX(i，j))(5)EVIY(i，j)＝Mean(EVIX(i，j))(6)式中，Y代表1～12月中某一个月，X代表近5年相同月份的影像数据。本专利技术的有益效果：(1)本专利技术利用EVI与NDVI进行时间与空间上的再合成，通过合成植被指数分析植被覆盖变化比单一植被指数研究效果更佳。(2)通过合成植被指数VI对待测地区进行时序分析，可更好的研究待测地区植被覆盖月变化情况，为待测地区植被监测研究、土地利用规划和生态保护具有重要参考价值。(3)通过合成植被指数VI对待测地区进行空间分析，可直观看出待测地区各位置的植被覆盖变化情况，为实现空间精准监测提供了可能。附图说明图1为云南省林地资源分布图；图2为不同合成方法下的月NDVI与EVI相关性散点图；图3为云南省2009～2015年逐月NDVI、EVI、VI均值图；图4为3～5月云南省基于VI描述的植被覆盖变化情况；图5为6～8月云南省基于VI描述的植被覆盖变化情况；图6为9～11月云南省基于VI描述的植被覆盖变化情况；图7为12～2月云南省基于VI描述的植被覆盖变化情况。具体实施方式下面结合附图及具体实施例本专利技术作进一步的详细说明，但本专利技术的保护范围并不限于所述内容。实施例1本专利技术实施例以云南省植被覆盖情况为例进行详细分析说明，云南省位于中国西南边陲，经纬度跨度为21°N～29°N和97°E～109°E，受东南季风、西南季风以及青藏高原区的影响，形成了复杂而多样的地理生态环境。云南省除干热河谷外，整体气温分布呈北凉南热的特征，滇东北、滇东南及红河南部气温年均日较差较小，滇中高原和滇西地区较大；受冬夏两季大气环流的控制和影响，降水在季节上和地域上的分配极不均匀，6月至8月(湿季)降水量最多，约占全年降水量的60％，11月至次年4月(旱季)，降水量仅占全年的10％～20％，地域上呈东、西、南三面降水多，由中部到北部逐渐减少的总体趋势。云南省植被以雨林、阔叶林、针叶林和灌木草丛为主，热带雨林和季雨林分布在滇东南及滇南23°N，滇西南25°N的热带区域，常绿阔叶林分布在热带以北的区域，区域面积较大。云南省作为全国生物多样性保护重点地区，植被茂密、覆盖度高，可较好的对比各种植被指数对覆盖变化的差异和精度，本专利技术实施例选取2009～2015年云南省MODISEVI与MODISNDVI中国合成产品数据，通过植被指数归一化再合成，在时间上和空间上分析了云南省月植被覆盖变化趋势，可以看出通过本专利技术所述方法的合成植被指数对分析植被覆盖变化具有巨大作用。(1)本实施例的数据来源：MODEV1M与MODND1M影像数据集均属于地理空间数据云(http://www.gscloud.cn)；其中MODEV1M为中国EVI月合成产品，由MODEV1D计算得到，计算方法为取月内最大值，坐标系为EPSG：4326(WGS84)，空间分辨率为250m；MODND1M为中国NDVI月合成产品，由MODND1D计算得到，计算方法为取月内每天最大值，坐标系为EPSG：4326(WGS84)，空间分辨率为500m。两组数据集时间跨度均为2009～2015年；同时，本实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种植被指数再合成算法，其特征在于，具体包括以下步骤：/n(1)提取待测地区近5-10年内的月NDVI与月EVI；使用最大值合成、均值合成两种方法合成1-12月的NDVI值与EVI值,得到每月EVI合成植被指数EVIMax、EVIMean和每月NDVI合成植被指数NDVIMax、NDVIMean；通过对月NDVI合成植被指数与EVI合成植被指数进行相关性分析，当皮尔逊相关系数|r|>0.7，即达到极显著相关，确定基于EVIMax值、EVIMean值与NDVIMax值、NDVIMean值为合成VI的基础数据；/n(2)对步骤(1)得到相关性较好的月EVI合成指数和月NDVI合成指数数据进行非线性归一化处理，计算合成植被指数VI公式如下：/n

【技术特征摘要】
1.一种植被指数再合成算法，其特征在于，具体包括以下步骤：
(1)提取待测地区近5-10年内的月NDVI与月EVI；使用最大值合成、均值合成两种方法合成1-12月的NDVI值与EVI值,得到每月EVI合成植被指数EVIMax、EVIMean和每月NDVI合成植被指数NDVIMax、NDVIMean；通过对月NDVI合成植被指数与EVI合成植被指数进行相关性分析，当皮尔逊相关系数|r|>0.7，即达到极显著相关，确定基于EVIMax值、EVIMean值与NDVIMax值、NDVIMean值为合成VI的基础数据；
(2)对步骤(1)得到相关性较好的月EVI合成指数和月NDVI合成指数数据进行非线性归一化处理，计算合成植被指数VI公式如下：



(3)对步骤(2)基于EVIMax值、EVIMean值、NDVIMax值、NDVIMean数据合成得到的不同植被指数VI进行方差、标准差和变异系数评价，来验证哪种合成植被指数VI的效果最佳；
(4)对(3)中得到的时序数据，采用最小二乘法拟合得到对应线性方程(y＝kxi+b...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建雄，杨杰，张辅霞，李建华，廖丽君，
申请(专利权)人：云南农业大学，
类型：发明
国别省市：云南;53