基于多端元光谱混合分析方法的大兴安岭火后植被盖度恢复研究

摘要

火干扰是北方针叶林结构、功能及动态的主要调节因子之一。研究火后植被恢复对理解火干扰和生态系统的交互作用具有重要意义。火烧迹地通常由植被与基质混合组成,在中低分辨率(>10 m)遥感影像中表现为混合像元,因此研究亚像元尺度上植被的恢复是精确量化植被恢复的关键。本研究以2000年大兴安岭呼中自然保护区中8700 hm2火烧迹地为研究区,以两期(2014年6月1日和2010年6月22日)中分辨率Landsat ETM+影像(30 m)为基础数据,比较多端元光谱混合分析(Multiple Endmember Spectral Mixture Analysis,MESMA)和归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)获得的植被盖度,以高分辨率(2 m)WorldView 2影像(2014年7月1日)为验证数据,对两种方法计算的植被盖度精度进行比较。结果表明,MESMA方法获得的植被盖度(R2=0.691)与传统的NDVI获得的植被盖度(R2=0.700)精度无统计差异,中烈度下获得的植被覆盖精度高于低、高火烧烈度。为验证同一端元能否运用到不同时相的Landsat影像中,本研究将从2014年影像中获取的最佳端元运用到2010年影像中获得植被盖度图,结果表明2014年与2010年得到的RMSE(均方根误差)均值分别为0.0015和0.0065,说明最佳端元可用于不同时相的影像分解。本研究表明MESMA方法可有效监测北方针叶林中火后植被盖度恢复,并可运用于时间序列遥感影像监测植被恢复动态。