基于RS和GIS的成都市成华区植被覆盖率变化分析

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摘要：成都市是中国西部地区经济发展的支柱，经济发展的同时会消耗自然资源，协调经济与生态的关系成为重要问题。本次研究将成都市成华区作为研究对象，结合研究区 2014 年、2017年、2018年、2019年四期遥感影像，经过预处理后计算出归一化植被指数NDVI，运用像元二分模型，计算出研究区植被覆盖度分布变化，结合地形图和社会经济统计等资料，运用ArcGIS软件分析，从自然因素和人为因素解释了变化原因。结果表明：2014～2019年研究区Ⅰ级植被类型和Ⅱ级植被类型面积区呈先减少后增加的趋势，Ⅲ级以及Ⅳ级植被类型面积呈先增加后减少的趋势，Ⅴ级植被类型面积则一直增加。由于人口增加，对基础设施建设需求激增，使得Ⅰ级植被覆盖类型面积也有所增长，同时在绿色园林城市政策理念的指引下，成都市成华区Ⅴ级植覆盖面积也持续增加，这两种植被类型的增加导致Ⅲ级以及Ⅳ级植被类型面积的减少。因此，要加强政策对“公园城市”建设的引导，为居民提供更加舒适的生活工作环境。

关键词：植被覆盖度；归一化植被指数；RS；GIS

1．引言

植被是生态环境系统中最重要的组成部分，它位于陆地表面，对各种能量循环过程起着促进作用，与气候、地貌、土壤条件兼容，受多种因素控制。随着人们生活水平的提高，城市生态环境问题也得到重视。植被在城市生态系统中扮演着重要的角色，在城市中降噪、清洁、美化环境作用显著。植被覆盖度高低水平多作为城市综合评价的指标，对于城市未来的发展起着重要的作用。在建设长江上游生态屏障工程中，四川省发挥着无法或缺的作用，成都市作为四川省省会，而成华区位于成都市主城区，其植被覆盖情况对于成都市的绿色环境改变具有重要的意义，也是成都市“花园市貌”的重要组成部分。近年来，成都市大力发展城镇建设，扩大基础设施建设，尤其是成都的东部城市发展战略使得成华区的城市面貌得到很大改善，进一步加大了其城市化进程，使得植被覆盖率发生一定变化。成华区作为成都市的老城区之一，开展基于RS和GIS的植被覆盖度的变化研究，对于把握下一步的城市发展战略具有现实的指导意义。

2.材料与方法

2.1研究区概况

成华区位于四川省成都市中心城区东北部，属于成都市主城区之一。地处北半球中纬度地区，亚热带季风气候显著，夏季高温多雨，冬季低温少雨，植被属于亚热带长绿阔叶林。研究区地形平坦，属平原地区，土壤肥沃是天府地区典型的紫色土；全区总面积110.6km2，2019年末全区常住人口96.02万。成华区政府大力推进环境建设工作，打造公园城区，建设城市公园，大力推广公共交通，鼓励绿色出行方式，提升了居民生活工作品质。应对重污染天气，建立应急预案，引导居民健康防护。根据成都市生态环境局资料显示，2020年，成华区环境空气质量综合指数为4.43，在成都市县市中排名倒数第三。为响应国家生态文明建设的号召，将生态文明指标作为各项工作的考核标准。

2.2数据来源

研究工作采用2014年、2017年、2018年和2019年四期遥感影像。Landsat8 OLI 遥感影像可以在地理空间数据云网站上获取。本次研究选取了云量低于2%的遥感影像图像，分别为2014年12月、2017年5月、2018年4月、2019年8月的Landsat8 OLI遥感影像，空间分辨率为30m。

2.3研究方法

1. 植被指数法：归一化植被指数（NDVI）计算：本文利用ENVI软件来对处理过后的原始遥感影像进行NDVI的计算，同时也可以根据NDVI来计算出FVC（植被覆盖度）[1]其计算公式为：

2. 植被覆盖度年变化率：用来分析成华区不同时段初期和末期相转换的植被覆盖类型的状况[2]。利用ENVI5.3计算出植被覆盖度FVC，在ArcGIS中进行掩膜提取、重分类等步骤得到2014、2017、2018、2019年4期植被覆盖度专题图。

本文根据植被覆盖百分比将成都市成华区植被覆盖类型划分为5种类型：Ⅰ级（0～10%）、Ⅱ级（10%～30%）、Ⅲ级（30%～50%）、Ⅳ级（50%～70%），Ⅴ级（70%～100%）。

3.像元分解模型法：本文采用像元二分模型来进行计算植被覆盖度，计算公式可表示为：

3. 结果与分析

3.1植被覆盖度动态变化

通过 ArcGIS对成都市成华区2014～2019年4期（2014、2017、2018、2019年）植被覆盖图进行统计分析，得到了研究区2014～2019年各植被覆盖度类型面积占比。从图3-图6中可以看出，2014～2019年研究区植被覆盖面积最广的为Ⅳ级及Ⅴ级植被，五种植被覆盖类型在研究区中都有分布，但覆盖面积各不相同，总体来看，植被呈增加趋势，研究区生态环境缓慢变好。

研究区2014～2019年各类型植被覆盖度面积变化见表1。由表1可以看出，成都市成华区植被类型主要为Ⅲ级植被、Ⅳ级植被以及Ⅴ级植被。在这5年间，Ⅱ级植被、Ⅲ级植被和Ⅳ级植被面积都有所减少，Ⅱ级植被减少了6.2 km2、Ⅲ级植被减少了4.8km2、Ⅳ级植被减少了0.3km2 ；而Ⅰ级植被和Ⅴ级植被覆盖面积则均增加了，Ⅰ级植增加了3.9km2、Ⅴ级植被增加了7.4km2。

总体来看，2014～2019年研究区Ⅰ级植被类型面积区呈先减少后增加的趋势，Ⅲ级以及Ⅴ植被类型面积均增加。

3.2影响因素分析

3.2.1人类活动对植被覆盖的影响

人类活动在短时间内对植被覆盖的影响无疑是最重要的因素，因为人类活动会对自然生态环境有非常重要的影响，人类活动不仅影响植被覆盖面积，还会影响植被覆盖类型，植被分布密度等[3]。

1.截止2019年末，成华区常住人口为1381894人，占成都市常住人口总量的6.60%，在成都市5个主城区中位于首列。成华区人口逐步增加，但是人口数量增加在带来繁荣的同时，也会对各种资源的需求量剧增，这就需要建设各种基础设施，从而会导致Ⅰ级植被覆盖面积增加。

2.成都市《城市规划（2019-2035）》明确了成都市绿地发展的理念，即成都市在生态价值转化中不断探索和突破其边界，结合“绿水青山是金山银山”的理论，成都市开始了公园城市建设的第一年，“公园城市”的建设是对新时期重新设计的城市新路线的积极探索，作为“公园城市”的第一位，成都近两年来经历了青山绿水的转折与转型，其经济总量和国际影响力在不断提高。

4.结论与讨论

2014～2019年成都市成华区植被类型主要为Ⅲ级植被、Ⅳ级植被以及Ⅴ级植被。在这5年间，Ⅱ级植被、Ⅲ级植被和Ⅳ级植被面积都有所减少，Ⅱ级植被减少了6.2 km2、Ⅲ级植被减少了4.8km2、Ⅳ级植被减少了0.3km2 ；而Ⅰ级植被和Ⅴ级植被覆盖面积则均增加了，Ⅰ级植被增加了3.9km2、Ⅴ级植被增加了7.4km2。

影响成都市成华区的植被覆盖度变化的因子主要是人类活动，人口数量激增，使得各种基础设施建设发展迅速，房地产开发等市场如火如荼，因此导致用地需求剧增，从而影响了植被覆盖度。

“花园城市”政策的实施则使得Ⅳ级植被覆盖度和Ⅴ级植被覆盖度面积增加，林草植被面积不断增加，提高了植被覆盖度。

成都市成华区Ⅰ级植被覆盖和Ⅱ级植被覆盖度面积变化受到经济活动的影响较大，考虑到是由城市发展中基础设施建设活动所致。

参考文献

安佑志，刘朝顺，施润和，高炜，殷杰.基于MODIS时序数据的长江三角洲地区植被覆盖时空变化分析[J].生态环境学报，2012，21（12）：1923-1927.

王思，张路路，林伟彪，黄秋森，宋亦心，叶脉.基于MODIS-NDVI的广东省植被覆盖与土地利用变化研究[J/OL].生态学报，2022（06）：1-15[2021-12-21].

李双双，延军平，万佳.近10年陕甘宁黄土高原区植被覆盖时空变化特征[J].地理学报，2012，67（07）：960-970.

作者简介：罗亚萍，1999年，女，汉族，四川广元，在读硕士，成都理工大学，3S技术与数字国土。