AVHRR、SPOT-VGT和MODIS 3種NDVI遙感數(shù)據(jù)在韓江流域的對比分析

劉 遠，周買春

(華南農(nóng)業(yè)大學(xué)水利與土木工程學(xué)院，廣東廣州510642)

AVHRR、SPOT-VGT和MODIS 3種NDVI遙感數(shù)據(jù)在韓江流域的對比分析

劉 遠，周買春

(華南農(nóng)業(yè)大學(xué)水利與土木工程學(xué)院，廣東廣州510642)

【目的】尋找最能真實反映南方地區(qū)植被變化狀況的遙感數(shù)據(jù)，并將其用于評價土地覆被變化及其帶來的影響.【方法】通過分析韓江流域2001—2006年間AVHRR、SPOT-VGT和MODIS 3種歸一化植被指數(shù)(NDVI)遙感數(shù)據(jù)，比較它們對不同植被響應(yīng)特征的異同，并采用線性回歸方法分析它們的相關(guān)關(guān)系.【結(jié)果和結(jié)論】3種NDVI遙感空間分布總體格局大體一致，且MODIS和SPOT-VGT的NDVI空間分布吻合良好.MODIS傳感器波段寬度窄、空間分辨率高，對地物分辨能力高，NDVI在流域內(nèi)的變化范圍大，數(shù)值分布分散.3種NDVI的季節(jié)變化步調(diào)基本一致，幅度相當.MODISNDVI最能精確反映地面植被覆蓋的變化，而AVHRR NDVI反映的流域地面植被變化情況與實際不相符.3種NDVI反映的各種植被季節(jié)變化情況基本一致，MODISNDVI與SPOT-VGT NDVI的相似度更高.MODISNDVI能夠明顯區(qū)分農(nóng)作物、郁閉灌木林和草地的季節(jié)變化與其他植被的不同，比SPOT-VGT NDVI和AVHRR NDVI能更好地反映地面植被的多樣性和植被覆蓋的變化.在全流域和各種植被類型上，3種NDVI兩兩間都表現(xiàn)出一定的線性關(guān)系，其中MODISNDVI與SPOT-VGT NDVI間的線性關(guān)系最強.由MODISNDVI與AVHRR NDVI的線性回歸關(guān)系預(yù)測的韓江流域2000年的NDVI與實測值吻合良好，為MODISNDVI時間序列向歷史年份拓展提供了思路.

遙感數(shù)據(jù);植被;歸一化植被指數(shù)(NDVI);線性回歸;韓江流域

植被是聯(lián)結(jié)土壤、大氣和水分等要素的自然紐帶［1］.植被指數(shù)(Vegetation index，VI)是能夠定量反應(yīng)植被生長狀況的指標，VI的變化在一定程度上能代表地表植被覆蓋的變化.目前已經(jīng)定義的植被指數(shù)超過40種，包括比值植被指數(shù)(Ratio vegetation index，RVI)、差值植被指數(shù)(Difference vegetation index，DVI)、歸一化植被指數(shù)(Normalized difference vegetation index，NDVI)、抗大氣植被指數(shù)(Atmospherically resistant vegetation index，ARVI)等［2］.其中，NDVI是最常用的植被指數(shù)，廣泛應(yīng)用于大尺度的植被格局、土地覆被與土地利用變化、植被變化等研究［3-5］.

遙感技術(shù)的迅速發(fā)展及其與地理信息系統(tǒng)技術(shù)的結(jié)合，為大范圍、連續(xù)監(jiān)測區(qū)域植被覆蓋變化提供了技術(shù)支持.植被指數(shù)是由遙感地物光譜資料經(jīng)數(shù)學(xué)方法處理得到的.遙感影像上的植被信息，主要通過綠色植物的葉光譜特征差異及其動態(tài)變化反映［6］.植物葉面在可見光紅光波段(R)有很強的吸收特性，在近紅外波段(NIR)有很強的反射特性，通過這2個波段測值的不同組合可得到不同的植被指數(shù)，如NDVI=(NIR-R)/(NIR+R).目前，易獲取的全球NDVI遙感數(shù)據(jù)主要有AVHRR(Advanced very high resolution radiometer)NDVI、MODIS(Moderate resolution imaging spectroradiometer)NDVI和 SPOTVGT(SPOT-VEGETATION)NDVI3種.已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用的美國AVHRR NDVI數(shù)據(jù)(1981年1月至2006年12月)具有周期短、時間分辨率較高、時間序列長等優(yōu)點;MODISNDVI(2000年3月至今)具有光譜分辨率、空間分辨率高等優(yōu)點，將逐步取代AVHRR NDVI來監(jiān)測陸面植被變化;法國的SPOT-VGT是專門為植被與地表觀測設(shè)計的，其在光譜波段設(shè)計、空間精度和幾何糾正等方面都比AVHRR更有優(yōu)勢.

3種NDVI遙感數(shù)據(jù)的傳感器光譜特性和時空分辨率的不同導(dǎo)致它們在反映植被特征、空間分布和時間變化等方面存在差異.Brown等［7］、Fensholt等［8］探討了AVHRR、SPOT-VGT和MODIS 3種NDVI數(shù)據(jù)源間的一致性.劉良明等［9］發(fā)現(xiàn)MODIS NDVI比AVHRR NDVI對植被的響應(yīng)更敏感，但兩者反映植被的變化趨勢大體一致;嚴曉瑜等［10］在若爾蓋濕地的研究表明，對于若爾蓋植被，MODIS NDVI和SPOT-VGT NDVI較AVHRR NDVI敏感，更適宜于該區(qū)植被變化監(jiān)測;宋富強等［6］在陜北黃土高原的研究表明，AVHRR、SPOT-VGT和MODIS 3種NDVI在大范圍上的空間分布格局基本一致，MODISNDVI比AVHRR NDVI和SPOT-VGT NDVI更適合于反映植被類型多樣的陜北黃土高原地區(qū)植被的空間分布.比較3種常用NDVI遙感數(shù)據(jù)在我國南方地區(qū)的差異，尋找最能真實反映植被變化狀況的遙感數(shù)據(jù)，對于評價南方地區(qū)土地覆被變化及其帶來的影響具有重要的意義.筆者以韓江流域為研究對象，分析AVHRR、SPOT-VGT和MODIS 3種NDVI在韓江流域內(nèi)的時空差異，以及在流域內(nèi)幾種主要植被類型下的演變規(guī)律.另外，分析3種NDVI時間序列數(shù)據(jù)在它們重疊的時間段(2001—2006年)內(nèi)的相關(guān)關(guān)系，為判斷是否能利用AVHRR NDVI數(shù)據(jù)來推算MODISNDVI或SPOT-VGT NDVI 20世紀八九十年代的數(shù)據(jù)提供依據(jù).

1 研究區(qū)域和數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)域

韓江流域(圖 1)位于115°13＇～117°09＇E、23°17＇～26°05＇N，覆蓋廣東東部、福建西南部、江西東南部共22個縣市，流域面積30 112 km2.其中山地約占70%，主要分布在流域北部和中部;丘陵約占25%，分布在梅江流域和其他干支流谷地;平原約占5%，主要分布在韓江三角洲.梅江是韓江的主流，在廣東大埔的三河壩與汀江匯合后始稱韓江，全長470 km.梅江、汀江、韓江干流和三角洲的集水面積分別為13 929、11 802、3 346和1 035 km2.

圖1 韓江流域位置Fig.1 The geographic location of Hanjiang River basin

1.2 數(shù)據(jù)來源

1.2.1 NDVI數(shù)據(jù) AVHRR共有5個通道，光譜響應(yīng)范圍在0.58～12.5μm，時間分辨率為0.5 d，星下分辨率1.1 km，掃描寬度為2 700 km.其中前2個通道紅光波段和近紅外波段用于計算NDVI，紅波段在0.58～0.68μm，光譜范圍是0.10μm，近紅外波段在0.725～1.100μm，光譜范圍是0.375μm，波段范圍較寬.AVHRR NDVI數(shù)據(jù)是由NASA(National aeronautics and space administration)發(fā)布的覆蓋全球的半月最大值合成數(shù)據(jù)，空間分辨率是8 km，時間是1981年1月至2006年12月.數(shù)據(jù)經(jīng)過幾何精糾正、輻射校正、大氣校正等預(yù)處理，且都已采用最大值合成法以減少云、大氣、太陽高度角等的影響，同時數(shù)據(jù)還利用經(jīng)驗?zāi)Ｊ椒纸鉁p少了由于衛(wèi)星軌道漂移所產(chǎn)生的噪音，并利用交叉輻射定標的方法，增強了數(shù)據(jù)的精度.

MODIS掃描寬度為2 330 km.由2顆衛(wèi)星相互配合每1～2 d可重復(fù)觀測整個地球表面，得到0.4～14.5μm之間的36個波段的觀測數(shù)據(jù).其中，前面7個波段主要是針對陸地表面，包括星下點空間分辨率250 m的2個波段(0.620～0.670μm的紅波段; 0.841～0.867μm的近紅外波段)和500m的5個波段.MODISNDVI來源于MODIS數(shù)據(jù)中MOD13A3數(shù)據(jù)產(chǎn)品，是全球月植被指數(shù)產(chǎn)品，空間分辨率為1 km，時間是2000年3月至今.MOD13A3數(shù)據(jù)集的NDVI數(shù)據(jù)已經(jīng)過幾何精糾正、輻射校正、大氣校正等預(yù)處理.

VEGETATION(VGT)傳感器從1998年4月開始接收用于全球植被覆蓋觀測的SPOT VGT數(shù)據(jù).VGT垂直方向的空間分辨率1.15 km，掃描寬度2 250 km，得到0.43～1.75μm之間5個波段的觀測數(shù)據(jù)，即0.43～0.47μm的藍波段、0.50～0.59μm的綠波段、0.61～0.68μm的紅波段、0.79～0.89μm的近紅外波段和1.58～1.75μm的短波紅外波段.SPOT-VGT NDVI數(shù)據(jù)由比利時Vito(Flemish Institute for Technological Research)VEGETATION影像中心提供，空間分辨率為1 km，時間分辨率為旬，時間是1998年4月至今.該數(shù)據(jù)已經(jīng)過大氣校正、輻射校正、幾何校正等預(yù)處理，且采用最大值合成法獲得10 d最大合成數(shù)據(jù)，以減少云、大氣、太陽高度角等的影響.

1.2.2 土地覆蓋數(shù)據(jù) 土地覆蓋數(shù)據(jù)采用中國西部環(huán)境與生態(tài)科學(xué)數(shù)據(jù)中心提供的中國1 km土地覆蓋圖(MICLCover)，該數(shù)據(jù)集在評價已有土地覆蓋數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，基于證據(jù)理論，將2000年中國1∶100 000土地利用數(shù)據(jù)、中國植被圖集(1∶1 000 000)的植被型分類、中國1∶100 000冰川圖、中國1∶1 000 000沼澤濕地圖和MODIS2001年土地覆蓋產(chǎn)品(MOD12Q1)進行了融合，采用最大信任度原則進行決策，產(chǎn)生了新的、IGBP(International geosphere-biosphere program)分類系統(tǒng)的2000年中國土地覆蓋數(shù)據(jù)［11-12］.圖2是韓江流域(潮安水文站以上)的土地覆蓋分布，流域植被以常綠針葉林、郁閉灌木林、農(nóng)作物、草地和常綠闊葉林5種類型為主，面積覆蓋率分別為34.9%、23.7%、14.3%、13.0%和9.5%，總面積達全流域的95.4%.

圖2 韓江流域土地覆蓋分布Fig.2 Distribution of land cover over Hanjiang River basin

2 結(jié)果與分析

MODIS NDVI的時間分辨率是月，而AVHRR NDVI和SPOT-VGT NDVI的時間分辨率則分別為半個月和旬，因此，采用最大值合成，獲得AVHRR NDVI和SPOT-VGT NDVI的月數(shù)據(jù)，使3種數(shù)據(jù)的時間分辨率得以統(tǒng)一.

2.1 NDVI的空間分布

以韓江流域2003年9月的NDVI為例(該年的最大值)，3種NDVI的空間分布如圖3所示.MODIS NDVI和SPOT-VGT NDVI的空間分辨率相同(1 km)，它們的空間分布也吻合的相當好，而且它們與韓江流域的DEM圖(圖1)很相似.在地勢高處，DEM值較大，NDVI值也較大;在地勢低處，DEM值較小，NDVI值也較小，在NDVI最小處能隱約可見河道的輪廓.這是因為在韓江流域地勢較高的地方多為常綠針葉林和常綠闊葉林，地勢較低的地方多為郁閉灌木林、農(nóng)作物、草地，植被覆蓋率高的高山地區(qū)NDVI值一般較平原地區(qū)的灌木林、農(nóng)作物或草地的NDVI值大.AVHRR NDVI由于空間分辨率較低(8 km)，其空間分布與MODIS NDVI和SPOT-VGT NDVI差別較大，但它們的總體格局大體是一致的，即地勢高處NDVI值較大，地勢低處NDVI值較小.

通過逐像元統(tǒng)計3種NDVI數(shù)據(jù)，得到韓江流域的3種遙感數(shù)據(jù)的NDVI值出現(xiàn)的頻率分布(如圖4所示).從圖4可以看出，與AVHRR NDVI相比，MODISNDVI和SPOT-VGT NDVI的頻率分布吻合的更好，但也存在一定程度的差異.AVHRR NDVI在韓江流域的變化范圍是0.439～0.732，均值為0.603，標準差為0.049 8，而且大部分像元的NDVI值集中在0.5～0.7，占總像元數(shù)的94.5%;MODISNDVI的變化范圍是0.176 6～0.969 9，均值為0.783，標準差為0.076 1，大部分像元的NDVI值集中在0.7～0.9，占總像元數(shù)的87.5%;SPOT-VGT NDVI的變化范圍是0.203 9～0.920 0，均值為0.773，標準差0.054 8，大部分像元的NDVI值集中在0.7～0.9，占總像元數(shù)的92.3%.根據(jù)統(tǒng)計結(jié)果，AVHRR NDVI的值明顯較其他兩種數(shù)據(jù)小，MODIS和SPOT-VGT的NDVI的值很接近，MODISNDVI的值較大;AVHRR NDVI的變化范圍最小，分布最為集中，MODIS NDVI的變化范圍最大，分布最為分散.分析結(jié)果表明，MODISNDVI與SPOT-VGT NDVI的相似度較高，而AVHRR NDVI與它們則存在較大的差異.這主要是因為探測器波段光譜特征(如波段中心值、波段寬度等)對NDVI數(shù)據(jù)反映地表植被覆蓋特征的能力有影響.MODIS和VGT探測器的紅波段分別為0.620～0.670和0.610～0.680μm，近紅外波段分別為0.841～0.867和0.790～0.890μm，光譜特征較為相似;而AVHRR探測器波譜寬度較寬，紅光和近紅外波段分別為0.580～0.680和0.725～1.100μm.計算AVHRR NDVI的近紅外波段范圍較寬，含有幾個強水分吸收帶，葉面含水量的影響使植被反射的近紅外輻射能量減少，降低了NDVI值［10］;另外，AVHRR探測器的空間分辨率低，NDVI值在較大的范圍里被平均，從而NDVI的變化范圍小，分布集中.相反，MODIS傳感器紅波段中心值是葉綠素對紅光的吸收峰值，近紅外波段是綠色植被對近紅外光的強反射區(qū)，且波段寬度小，避開了近紅外區(qū)中植被的強水分吸收帶，消除了水汽的干擾，這是MODIS NDVI值較大的主要因素;此外，由于MODIS傳感器波段寬度窄、空間分辨率高，對地物分辨能力高，使得NDVI的變化范圍大，分布分散，有利于反映地面植被的多樣性.

圖3 3種NDVI在韓江流域的空間分布(2003-09)Fig.3 Spatial distributions of three types of NDVIover Hanjiang River basin

圖4 3種NDVI在韓江流域的頻率與累積頻率分布(2003-09)Fig.4 Frequency curves of three types of NDVIover Hanjiang River basin

2.2 NDVI的季節(jié)變化

圖5是3種NDVI數(shù)據(jù)2001—2006年間在韓江流域的平均值變化情況.可以看到，3種數(shù)據(jù)反映的韓江流域NDVI季節(jié)變化的步調(diào)基本一致，幅度相當.韓江流域全年的降水有80%集中在4—9月，而NDVI對降水的響應(yīng)約有1個月的滯后［13］，所以5—10月的NDVI在全年中較大.AVHRR NDVI的最大值出現(xiàn)在7月，MODIS NDVI和SPOT-VGT NDVI的最大值都出現(xiàn)在9月;3種數(shù)據(jù)的NDVI最小值都出現(xiàn)在2月.MODIS NDVI在全年呈較為明顯的“M型”分布，NDVI在7月出現(xiàn)了1個谷點.這是因為7月份是韓江流域水稻夏收時段，NDVI明顯下降.在3種NDVI數(shù)據(jù)中，只有MODIS數(shù)據(jù)能夠清晰地反映這一變化，說明MODIS NDVI較其他2種數(shù)據(jù)更能準確反映地面植被覆蓋的變化.AVHRR NDVI在7月份最大，說明其對植被變化的敏感性較低.

圖5 韓江流域2001—2006年月平均NDVI變化Fig.5 Seasonal change ofmeanmonthly NDVIof Hanjiang River basin from 2001 to 2006

2.3 不同植被類型的NDVI變化

韓江流域的植被覆蓋以常綠針葉林、郁閉灌木林、農(nóng)作物、草地和常綠闊葉林為主，其總面積占全流域面積的95%以上.圖6給出了流域內(nèi)這5種植被類型2001—2006年間的NDVI月平均值的變化情況.可以看到，3種數(shù)據(jù)反映的韓江流域各種植被的NDVI季節(jié)變化情況基本一致，其中MODISNDVI與SPOT-VGT NDVI的相似度更高.對于AVHRR NDVI，常綠針葉林和常綠闊葉林的NDVI很接近;草地的NDVI在1—4月(NDVI較小的時段)與常綠針葉林和常綠闊葉林的 NDVI很接近，而在5—12月(NDVI較大的時段)則相差較大;郁閉灌木林和農(nóng)作物的NDVI很接近.各種植被的AVHRR NDVI在全年的變化步調(diào)基本是一致的，NDVI峰值出現(xiàn)在7月份，谷值出現(xiàn)在2、3月份.與AVHRR NDVI相比，MODISNDVI和SPOT-VGT NDVI隨植被不同差別更大.其中，NDVI大的同樣是常綠針葉林和常綠闊葉林，而且數(shù)值很接近;NDVI最小的是農(nóng)作物，且與其他植被的NDVI相差的幅度較大;郁閉灌木林和草地的NDVI比較接近.從5種植被的NDVI變化來看，除農(nóng)作物外的其他4種植被的NDVI在全年的變化步調(diào)比較一致，與AVHRR NDVI的情況不同的是NDVI的峰值出現(xiàn)在9月份;農(nóng)作物的NDVI變化則與其他4種植被有較大的差異，NDVI在全年的變化呈明顯的“M型”分布，在NDVI較大的5—10月出現(xiàn)1個谷點，這是因為7月份是水稻的夏收時段，該月份農(nóng)作物地的NDVI較相鄰月份明顯減小.MODISNDVI的變化顯示郁閉灌木林和草地7月份的NDVI同樣較相鄰月份減小，但減小幅度沒有農(nóng)作物明顯.這一方面是因為7月份是韓江流域全年氣溫最高的月份，流域蒸發(fā)量較大，土壤失水嚴重，往往經(jīng)歷1個長短不定的伏旱期，而灌木林和草地根系淺，無法吸收較深層的土壤水分，致使其生長受到影響;另一方面，中國1 km土地覆蓋圖是根據(jù)每1 km2網(wǎng)格范圍內(nèi)面積最大的植被來定義該網(wǎng)格的植被類型，而忽略其他小面積的植被類型，從韓江流域20世紀80、90年代到21世紀的土地利用變遷來看，這段時期的耕地面積明顯減少，除部分轉(zhuǎn)化為建設(shè)用地外，其余大多轉(zhuǎn)化為林地(主要是灌木林)和草地［14］，但又并沒有轉(zhuǎn)化完全，所以灌木林和草地類型的網(wǎng)格中不可避免還有小面積的耕地，致使其7月份的NDVI減小.可見，在反映地面植被的多樣性和植被覆蓋的變化2個方面，MODIS NDVI比SPOTVGT NDVI和AVHRR NDVI更具優(yōu)勢.

圖6 韓江流域不同植被2001—2006年月平均NDVI變化Fig.6 Seasonal changes ofmean monthly NDVIof different types of vegetations over Hanjiang River basin from 2001 to 2006

2.4 3種NDVI的相關(guān)關(guān)系

統(tǒng)計2001—2006年3種NDVI在流域內(nèi)5種主要植被類型上的平均值，并對3種NDVI兩兩間作線性回歸分析，結(jié)果列于表1.在全流域和各種植被類型上，3種NDVI兩兩間都表現(xiàn)出一定的線性關(guān)系.由于MODIS和SPOT-VGT傳感器的光譜特性和空間分辨率較接近，所以 MODIS NDVI與SPOT-VGT NDVI間的線性關(guān)系最強，農(nóng)作物R2達到0.828 3;AVHRR傳感器的光譜特性和空間分辨率與MODIS或SPOT-VGT的差異較大，所以AVHRR NDVI與MODISNDVI或SPOT-VGT NDVI間的線性關(guān)系相對較弱，最小的R2為0.564 8(常綠闊葉林AVHRR NDVI與SPOT-VGT NDVI的回歸).AVHRR NDVI與MODIS NDVI在各種植被類型上的相關(guān)關(guān)系大小沒有明顯的變化，幾乎在同一水平;SPOTVGT NDVI與AVHRR NDVI或MODISNDVI的相關(guān)關(guān)系大小則隨植被類型而有所不同，在NDVI最小的農(nóng)作物上表現(xiàn)出最強的線性相關(guān)，而在NDVI最大的常綠針葉林和常綠闊葉林上的相關(guān)性則是相對最弱的.

表1 3種NDVI在不同植被類型上的線性回歸結(jié)果1)Tab.1 Linear regression of three types NDVI of different kinds of vegetations

根據(jù)表1中AVHRR NDVI與MODIS NDVI、AVHRR DNVI與SPOT-VGT NDVI在各種植被上的線性回歸結(jié)果，利用2000年的AVHRR NDVI月數(shù)據(jù)，獲取相應(yīng)植被上2000年MODIS NDVI(3—12月)和SPOT-VGT NDVI月數(shù)據(jù)，并與實測的原始 MODIS NDVI和SPOT-VGT NDVI進行比較，各種植被類型上的月平均NDVI的回歸值與實測值的比較結(jié)果如圖7所示.從圖中可以看到，MODIS NDVI的回歸結(jié)果較好，而SPOT-VGT NDVI的回歸結(jié)果相對較差.在MODISNDVI的回歸中，除農(nóng)作物外的其他植被上的NDVI的殘差大多都在±0.05的范圍內(nèi)，農(nóng)作物上的NDVI殘差是各種植被中最大的，但都在±0.08的范圍內(nèi);不同月份的NDVI回歸殘差有所不同，其中7月份和10月份的NDVI殘差明顯較其他月份大.

圖7 韓江流域2000年月NDVI回歸值與實測值的比較Fig.7 Comparisons of regressed monthly NDVIand measured monthly NDVIover Hanjiang River basin in 2000

3 結(jié)論

筆者對韓江流域AVHRR、SPOT-VGT和MODIS 3種NDVI數(shù)據(jù)的研究，結(jié)論如下:

1)MODISNDVI和SPOT-VGTNDVI在韓江流域內(nèi)的空間分布吻合良好.與AVHRR相比，MODIS與SPOT-VGT的傳感器光譜特征和空間分辨率更為接近，所以它們的NDVI較為相似.

2)3種數(shù)據(jù)反映的韓江流域NDVI季節(jié)變化的步調(diào)基本一致，變化的幅度相當.但AVHRR NDVI的最大值出現(xiàn)在7月(流域水稻夏收期)，這與流域地面植被的變化情況明顯不符.相反，MODISNDVI在全年呈較為明顯的“M型”分布，7月份的NDVI是1個局部最小值，MODISNDVI更能精確反映地面植被覆蓋的變化.

3)各種植被的AVHRR NDVI在全年的變化步調(diào)基本是一致的;而MODIS NDVI則能夠明顯區(qū)分農(nóng)作物、郁閉灌木林和草地的變化與其他植被的不同.在反映地面植被的多樣性和植被覆蓋的變化2個方面，MODISNDVI比SPOT-VGTNDVI和AVHRR NDVI更具優(yōu)勢.

4)在全流域和各種植被類型上，3種NDVI兩兩間都表現(xiàn)出一定的線性關(guān)系.其中，由于MODIS和SPOT-VGT傳感器的光譜特性和空間分辨率較接近，所以MODIS NDVI與SPOT-VGT NDVI間的線性關(guān)系最強.由MODIS NDVI與AVHRR NDVI的線性回歸關(guān)系估計的韓江流域2000年的NDVI與實測值吻合良好，為MODISNDVI時間序列向歷史年份拓展提供了思路.但它們在一些植被(如農(nóng)作物)和一些月份(如7、10月)上的相關(guān)關(guān)系仍需進一步分析和驗證.

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【責任編輯 霍 歡】

A com parative analysis of AVHRR，SPOT-VGT and MODISNDVI remote sensing data over Hanjiang River basin

LIU Yuan，ZHOU Maichun
(College ofWater Conservancy and Civil Engineering，South China Agricultural University，Guangzhou 510642，China)

【Objective】To select an optimum time series in remote sensing data for evaluating land cover changes and their impacts on southern China.【Method】Three types of remote sensing NDVIdata from AVHRR，SPOT-VGT and MODISwere analysed to compare their similarities and differences in different vegetation types over Hanjiang River basin from 2001 to 2006，and their correlationswere analysed using linear regression method.【Result and conclusion】These data had generally similar distribution patterns in space.MODIS and SPOT-VGT NDVImatched well.MODIS could recognize objectsmore clearly on the earth surface due to its spectrally narrow sensorswith high spatial resolution.In MODISNDVI，values varied within a wide range，thereforemore vegetation types could be detected.Three types of NDVI changed seasonally similar to the same amplitude.MODIS NDVI reflected vegetations seasonally change more accurately.In AVHRR NDVI，some vegetation types change did notmatch with the actual situation.Although different vegetation types seasonally changed in the same way in three types of NDVI，changes in amore temporally identical pace could be found in MODISNDVIand SPOT-VGTNDVI com-pared with AVHRR NDVI.MODISNDVI could distinguish seasonal changes of croplands，closed shrublands and savannas from other vegetation types.It showed that MODISNDVIhad a higher resolution on reflecting vegetation types and their development compared to SPOT-VGT NDVI and AVHRR NDVI.Throughout the whole basin and on a variety of vegetation types，there were some linear relationships among three NDVIs，while the linear relationship between MODIS NDVI and SPOT-VGT NDVIwas the strongest.Based on the linear regression of MODIS NDVI and AVHRR NDVI，MODISNDVIwas estimated accurately consistentwith themeasured values of NDVIof Hanjiang River basin in 2000.MODIS NDVI time series can provide developing ideas of the historical years.

remote sensing datum;vegetation cover;normalized difference of vegetation index(NDVI); linear regression;Hanjiang River bsain

S127;TP79

A

1001-411X(2015)01-0106-07

劉 遠，周買春.AVHRR、SPOT-VGT和MODIS 3種NDVI遙感數(shù)據(jù)在韓江流域的對比分析［J］.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2015，36(1):106-112.

2013-11-18 優(yōu)先出版時間:2014-12-02

優(yōu)先出版網(wǎng)址:http://www.cnki.net/kcms/doi/10.7671/j.issn.1001-411X.2015.01.020.html

劉 遠(1979—)，男，副教授，博士研究生，E-mail:lyuan@scau.edu.cn;通信作者:周買春(1965—)，男，教授，E-mail:mczhou@scau.edu.cn

國家自然科學(xué)基金(41171029);廣東省水利科技創(chuàng)新項目(2009-42);華南農(nóng)業(yè)大學(xué)校長科學(xué)基金(7600-K07050)