基于PCA的盐地碱蓬植被信息提取新指数研究

摘要

盐地碱蓬是海岸带一种重要的先锋植被，其时空分布信息是海岸带湿地生态系统保护及湿地修复工程的基础数据.为准确地获取碱蓬群落时空分布信息，构建一种盐地碱蓬提取指数十分必要.该文以辽东湾北部海岸带湿地为研究区域，基于Landsat8 OLI数据，采用主成分分析方法（PCA, principal components analysis）构建盐地碱蓬指数（suaeda principal components analysis index, SPCAI）,并将其应用到多源遥感数据（Landsat5 TM、Landsat7 ETM+、Landsat8 OLI和Sentinel-2 MSI）中，最后利用SPCAI获取近21年辽东湾北部海岸带湿地碱蓬群落的时空分布信息.结果表明：1)经主成分分析的Landsat数据的第4波段（PCA₄）对盐地碱蓬的响应最为明显，且Landsat8 OLI数据的主成分分析结果明显优于TM和ETM+数据；2)基于Landsat8 OLI的PCA₄波段构建SPCAI,SPCAI对碱蓬的响应明显优于NDVI、SAVI、MSAVI,并且SPCAI在四种传感器数据中的提取精度均较高，可以有效地将潮间带地区的碱蓬提取出来，特别是在碱蓬光谱相似的潮滩区域，说明SPCAI面对多源遥感数据具有好的适用性；3)辽东湾北部海岸带湿地碱蓬群落呈退化趋势，群落分布主要经历了三次由大斑块聚集过渡为小斑块分散分布的阶段（2000年至2002年、2002年至2011年、2011年至2020年）.

关键词

PCA / 盐地碱蓬 / 湿地 / Landsat / 植被指数