基于MODIS NDVI的广州市各区植被覆盖指数现状及变化研究.docx

基于MODISNDVI的广州市各区植被覆盖指数现状及变化研究
摘要
植被覆盖是城市生态环境的重要组成部分，是维持城市生态环境平衡的重要指标。本研究以MODISNDVI为数据源，探究了广州市各区植被覆盖指数的现状与变化。研究结果表明，广州市各区植被覆盖指数存在明显差异，其中花都区、增城区、从化区、番禺区和南沙区植被覆盖相对较好，而天河区、海珠区、荔湾区植被覆盖较差。整体上，广州市植被覆盖含量呈现出总体增加趋势，但建成区植被覆盖率较低；研究应用的方法为城市植被评价提供了一种新的技术手段。
关键词：广州市；植被覆盖；MODIS；NDVI；变化分析
Abstract
Vegetationcoverageisanimportantcomponentofurbanecologicalenvironmentandakeyindicatortomaintainurbanecologicalenvironmentbalance.BasedonMODISNDVIdata,thisstudyexploresthecurrentsituationandchangesofvegetationcoverageindexinGuangzhou.TheresultsshowthattherearesignificantdifferencesinvegetationcoverageindexamongdifferentdistrictsofGuangzhou.Huadu,Zengcheng,Conghua,PanyuandNanshahaverelativelybettervegetationcoverage,whileTianhe,HaizhuandLiwanhaverelativelypoorvegetationcoverage.Overall,thevegetationcoverageinGuangzhoushowsatrendofoverallincrease,butthevegetationcoveragerateinthebuilt-upareasisrelativelylow;themethodappliedinthisstudyprovidesanewtechnicalmeansforurbanvegetationevaluation.
Keywords:Guangzhou;vegetationcoverage;MODIS;NDVI;changeanalysis
引言
随着人口增长和城市化进程的加快，城市生态环境问题愈加凸显。植被覆盖作为维持城市生态平衡的重要因素之一，对于改善城市生态环境、降低城市气温、改善空气质量等方面具有重要作用。因此，全球范围内的城市绿化建设得到了广泛重视。其中，植被覆盖情况是城市绿化建设评价的重要评价指标之一。然而，传统的植被调查与测量工作耗时耗力、数据精度低，不能满足大规模快速评价的需要。而基于遥感技术的植被覆盖评价，具有时间分辨率高、数据获取方便、覆盖范围广等优点，成为评价城市植被覆盖的主要方法之一。
本研究选取广州市各区域植被覆盖指数为研究对象，利用MODISNDVI数据，对广州市各区域植被覆盖的现状与变化进行分析和探讨，旨在为进一步研究城市生态环境问题提供参考依据。
资料和方法
数据来源
本研究选取MODISNDVI数据进行分析，数据总时间跨度为2000-2019年，空间范围为广州市区。MODISNDVI数据通常以16天、8天、4天等为周期进行分辨率的发布，本研究选取了16天分辨率的MODISNDVI数据，共计选取67个数据产品。数据获取途径为USGS官网下载，数据格式为HDF。
数据预处理
为了避免数据误差，必须对原始NDVI数据进行处理。本研究采用了MODIS预处理工具MOD16处理NDVI数据，包括重投影和删掉云区、雨区等无法使用的像素，最后将数据插值到0.05度等经纬网格的栅格数据，保证数据的同步和一致性。
分析方法
本研究采用了Python3.7编程软件完成数据处理、分析和可视化工作。研究采用Python中numpy、pandas、matplotlib和sklearn等数据处理工具和方法，计算出广州市各区域的植被指数，并进行空间分析、时间序列分析等，分析广州市植被覆盖的整体变化趋势和各区之间的差异。
结果与分析
广州市植被覆盖现状
本研究以MODISNDVI数据为基础，分析了广州市各区域的植被覆盖指数，并绘制出植被覆盖指数的空间分布图。
从植被覆盖指数的空间分布图中可以看出，广州市各区域的植被覆盖指数存在明显差异。其中，花都、增城、从化、番禺和南沙等区域的植被覆盖指数相对较高，其指数均在0.6以上；而天河、海珠、荔湾等区域的植被覆盖指数相对较低，其指数均在0.4以下。具体如图1所示。
图1广州市各区域