發(fā)布時(shí)間：2022-01-16 16:27

　　本文基于海綿城市理論研究,提取其中蓄、滲兩大指數(shù),基于歸一化水體指數(shù)（MNDWI）、不透水面指數(shù)（BCI）和DEM高程數(shù)據(jù),構(gòu)建了一種可以用來評(píng)價(jià)城市雨水蓄滲能力的新型遙感指數(shù):歸一化差分蓄滲指數(shù)（NDSPI）。本文對(duì)NDSPI指數(shù)模型構(gòu)建進(jìn)行了理論分析以及利用武漢主城區(qū)Landsat8、DEM數(shù)據(jù)對(duì)該指數(shù)進(jìn)行了精度評(píng)估和實(shí)用性驗(yàn)證。結(jié)果表明:該指數(shù)低蓄滲提取精度為0.8782,Kappa統(tǒng)計(jì)值為0.8589,各行政單元低蓄滲貢獻(xiàn)度與各參數(shù)貢獻(xiàn)度走向大致相同,滿足實(shí)驗(yàn)結(jié)果需求,該指數(shù)可信度高。 

【文章來源】：經(jīng)緯天地. 2020,(03)

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

武漢市城區(qū)矢量圖

為了驗(yàn)證該歸一化差分蓄滲指數(shù)（NDSPI）的適用性，本研究選取武漢市中心城區(qū)作為實(shí)驗(yàn)區(qū)（如圖1所示），其中包括：江岸區(qū)、江漢區(qū)、硚口區(qū)、漢陽區(qū)、武昌區(qū)、洪山區(qū)和青山區(qū)。利用Landsat8衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)和ASTER GDEM 30m分辨率高程數(shù)據(jù)作為研究基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和底圖數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)均來自于地理空間數(shù)據(jù)云（http://www.gscloud.cn/）。遙感影像選取的時(shí)間為2018年4月8日，春季清明時(shí)節(jié)，多雨，研究區(qū)內(nèi)云量低于1%，滿足研究所需。研究區(qū)的選取考慮到武漢作為沿長江經(jīng)濟(jì)帶的重要城市之一，而且降雨量豐沛，城市湖泊眾多，具備了作為海綿城市的必要條件，此外中等分辨率多光譜數(shù)據(jù)包含了區(qū)分水體、不透水面、植被等的光譜響應(yīng)信息，滿足城市水文水環(huán)境模型構(gòu)建所需。在進(jìn)行模型驗(yàn)證之前，先對(duì)Landsat8數(shù)據(jù)和DEM數(shù)據(jù)（如圖2-(a）所示）進(jìn)行預(yù)處理，其中，包括輻射定標(biāo)、大氣校正和影像裁剪。其定標(biāo)參數(shù)和校正系數(shù)均參考Landsat8使用手冊(cè)中提供的參數(shù)。首先采用MNDWI指數(shù)對(duì)影像進(jìn)行湖泊水體信息的提取，并對(duì)其做標(biāo)準(zhǔn)歸一化處理，（如圖2-(b）所示）。然后對(duì)研究區(qū)影像做纓帽變換，提取其前三個(gè)分量及高反射率（TC1）、低反射率（TC3）和植被分量（TC2）。對(duì)提取出來的三個(gè)分量分別做標(biāo)準(zhǔn)歸一化處理，分別得到H、L、V分量，然后使用BCI指數(shù)提取出不透水面，（如圖2-(c）所示）。為了統(tǒng)一量綱和精度，首先將MNDWI、BCI和DEM標(biāo)準(zhǔn)歸一化處理分別得到參數(shù)NM、NB和ND。不透水面和地形因素與蓄滲指數(shù)成負(fù)相關(guān)，水體指數(shù)和蓄滲指數(shù)呈正相關(guān)。將三個(gè)參數(shù)代入到歸一化差分蓄滲指數(shù)（NDSPI）中，得到結(jié)果（如圖2-(d）所示）：

其中，P為貢獻(xiàn)度；i為樣本點(diǎn)；j為指數(shù)；n為樣本點(diǎn)個(gè)數(shù)；m為指數(shù)模型個(gè)數(shù)；xji為該指數(shù)模型下樣本點(diǎn)灰度值。統(tǒng)計(jì)不同指數(shù)的貢獻(xiàn)度（如圖4所示）�？梢园l(fā)現(xiàn)DN值在-1至-0.5區(qū)間，DEM值占主導(dǎo)地位，而在0.5至1區(qū)間水體占主導(dǎo)地位。在-0.5至0.5區(qū)間，不透水面指數(shù)的比例逐步增大，主要是由于BCI指數(shù)提取的不透水面主要集中在0至0.5這一區(qū)間。在0.5至1這一區(qū)間，由于湖泊和長江水系的影響，水體指數(shù)的密度增加，而且DEM也趨于等同，導(dǎo)致水體指數(shù)和DEM指數(shù)的貢獻(xiàn)度驟增。圖4 不同指數(shù)對(duì)NDSPI指數(shù)的貢獻(xiàn)度

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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