[发明专利]一种基于MODIS数据的区域生态环境质量综合评价方法

说明书

本发明公开了一种基于MODIS数据的区域生态环境质量综合评价方法，包括：获取任意年份区间的MODIS遥感影像，计算并重构高质量时序NDVI、SWCI、NDSIsubgt;M/subgt;、DI、LST、GPP数据集；取7‑9月份均值，水体掩膜及标准化后得到专题生态因子；基于生态因子主成分分析结果，构建基于MODIS的新型遥感生态指数RSEIsubgt;M/subgt;；依据不同年份的RSEIsubgt;M/subgt;评价区域生态环境质量及其时空变化。本发明利用时空连续的MODIS数据，构建了新型的遥感生态指数RSEIsubgt;M/subgt;，消除了天气、地形、时相、传感器等因素对遥感生态指数的影响，实现了大尺度、长时序的区域生态环境质量动态监测，过程清晰，流程科学，易在广域尺度中推广应用。

技术领域

本发明涉及一种基于MODIS数据的区域生态环境质量综合评价方法，属于生态环境监测和遥感地学应用技术领域。

背景技术

气候变化和人类活动的双重影响加剧了对生态环境的干扰和破坏，导致全球生态环境问题日益突出。客观高效地监测评价区域生态环境质量，科学认识区域生态环境状况及变化趋势，对于促进人类社会与自然环境和谐共处，加强区域生态环境治理和国土空间开发利用规划，实现社会经济绿色高质量发展具有重要意义。

生态环境是指生物和非生物构成的环境的总称，生态环境质量评价是指按照特定评价标准，定性分析或定量评判生态环境质量的好坏优劣。当前，生态环境质量评价研究多采用指标体系法，基于压力-状态-响应(PSR)模型筛选构建指标体系，通过层次分析法、模糊数学法等确定权重从而评价生态环境质量状况，但这些方法易受人为主观因素的影响，数据多来源于社会经济统计方面，一定程度上限制了其使用。

遥感技术具有客观准确、范围广、精度高、周期性强等特点，在生态环境监测领域应用潜力巨大。目前，大多采用单一遥感监测指标对生态系统某一方面的特征进行评价，如利用不透水地表覆盖度评价城市土地利用，地表温度评测城市热环境等。《生态环境状况评价技术规范》中提出了主要基于遥感技术的生态环境状况指数EI，由植被覆盖指数、水网密度指数、生物丰度指数、土地退化指数和污染负荷指数构成，前3个指标可由遥感获取，但其他指标需结合地面观测和各地区年度统计数据，受地域、时间、尺度的限制较大，同时权重设置受人为因素影响较大，且EI指数只能笼统说明一个地区的生态状况，无法实现空间的可视化。徐涵秋基于Landsat遥感影像提取了绿度、热度、湿度、干度4个指标，采用主成分分析法构建了传统遥感生态指数RSEI，但由于Landsat数据源的限制，RSEI研究范围较小，适用性不高，多应用于市县、流域、矿区等小范围的生态环境质量评价。

Landsat数据时间分辨率较低，受天气、地形等条件的影响难以获取区域大尺度范围内同一时期的高质量影像。同时RSEI对区域生态环境质量的评价不够综合全面，人类社会活动如农业发展、城市扩张等都会对生态系统生产力和大气环境状况产生重要影响，且RSEI未能充分利用遥感影像的有用信息，使得RSEI在更广域尺度上的应用具有一定的局限性和不确定性。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提出了一种基于MODIS数据的区域生态环境质量综合评价方法，构建了基于MODIS的新型遥感生态指数RSEI_M，考虑了表征生产系统生产力和空气污染状况的指标并将其添加到新型遥感生态指数RSEI_M中，进而克服了现有生态环境评价方法在区域大尺度范围时空不连续、综合表达不全面以及影像信息利用不足的问题。该方法利用时间序列完整且空间跨度大的MODIS数据，有效集成表征生态系统重要组分和功能的不同生态因子，为大尺度、长时序、定量化监测区域生态环境质量提供技术支撑和数据依据。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：

一种基于MODIS数据的区域生态环境质量综合评价方法，包括以下步骤：

S1，基于获取的待研究区任意年份区间的MODIS数据进行预处理并根据IGBP分类体系提取水体得到水体信息二值图；