1990-2022年蒙古國(guó)植被覆蓋度數(shù)據(jù)集

摘要：蒙古高原是我國(guó)北方重要生態(tài)屏障，蒙古國(guó)生態(tài)功能的穩(wěn)定與健康對(duì)于深入了解全球氣候變暖的區(qū)域植被響應(yīng)特征及筑牢我國(guó)北方生態(tài)屏障具有重要的理論與現(xiàn)實(shí)意義。植被覆蓋度（FVC）是指評(píng)估地表植被覆蓋程度的指標(biāo)，通常用于衡量植被對(duì)地表的覆蓋情況，是評(píng)價(jià)草原生態(tài)系統(tǒng)健康的重要指標(biāo)之一，對(duì)及時(shí)監(jiān)測(cè)草原植被的變化情況、發(fā)現(xiàn)草原退化和恢復(fù)的趨勢(shì)具有重要意義。植被覆蓋度的變化直接影響土壤侵蝕和水土流失，監(jiān)測(cè)和控制植被覆蓋度有助于減緩?fù)寥狼治g速度，維護(hù)草原生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。本研究旨在生成并驗(yàn)證1990年至2022年間空間分辨率為1/12°的年度FVC數(shù)據(jù)集，以反映長(zhǎng)時(shí)間序列下蒙古國(guó)植被覆蓋度空間分布情況。為確保數(shù)據(jù)集的準(zhǔn)確性和可靠性，研究結(jié)合了MOD13Q1數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算校準(zhǔn)和驗(yàn)證，以確保FVC計(jì)算的精度。本研究通過(guò)植被覆蓋度數(shù)據(jù)集的構(gòu)建，為蒙古國(guó)草原生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)與管理提供了科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：蒙古國(guó)；植被覆蓋度；時(shí)空分布

數(shù)據(jù)摘要：

1""引言

植被是陸地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，具有水源涵養(yǎng)、防止水土流失，維持土壤肥力，保持生物多樣性等功能^[1]。此外，植被在防風(fēng)固沙、調(diào)節(jié)氣候和改善人居環(huán)境等方面也發(fā)揮一定作用^[2]。蒙古國(guó)位于亞洲大陸內(nèi)部，是蒙古高原的重要組成部分，畜牧業(yè)作為其主要經(jīng)濟(jì)支柱和人民生活生產(chǎn)方式，與草原生態(tài)系統(tǒng)健康狀況緊密相連^[3-4]。受氣候變化、過(guò)度放牧等因素影響，蒙古國(guó)面臨植被覆蓋度（Fractional Vegetation Cover， FVC）下降、草地退化等生態(tài)問(wèn)題，導(dǎo)致土地沙化、荒漠化程度加劇，也對(duì)植被生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可持續(xù)發(fā)展構(gòu)成了嚴(yán)重威脅^[5]。監(jiān)測(cè)與保護(hù)植被覆蓋變化對(duì)于降低自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)、維持生態(tài)系統(tǒng)及保障經(jīng)濟(jì)社會(huì)與生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展具有重要作用。遙感技術(shù)在FVC提取中發(fā)揮著重要作用，隨著數(shù)據(jù)源的不斷豐富和方法的不斷創(chuàng)新，為全球生態(tài)保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展提供有力支持^[6]。

2""數(shù)據(jù)采集與處理方法

本研究使用了由NASA戈達(dá)德太空飛行中心（Goddard Space Flight Center， GSFC）和NASA北極-北方脆弱性實(shí)驗(yàn)（Arctic-Boreal Vulnerability Experiment， ABoVE）計(jì)劃支持的研究團(tuán)隊(duì)提供的GIMMS NDVI（Global Inventory Modelling And Mapping Studies Normalized Difference Vegetation Index）全球植被指數(shù)數(shù)據(jù)集。該數(shù)據(jù)集為3g.v1版本、ncf數(shù)據(jù)格式，通過(guò)PyCharm對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行提取、裁剪、定義投影等，得到空間范圍是（41°—53°N，87°—"121°E）、周期為15天、分辨率為1/12°的NDVI數(shù)據(jù)，對(duì)每15 天數(shù)據(jù)采用平均值方法，計(jì)算得到月值數(shù)據(jù)，采用最大值合成法（Maximum Value Compo-"sition， MVC）計(jì)算得到年值數(shù)據(jù)。

利用計(jì)算得到的NDVI年最大擬合數(shù)據(jù)，采用二分法逐年選取與多年NDVI累計(jì)百分比“5%”最接近的值取值為NDVIsoil、與NDVI累計(jì)百分比“95%”最接近的值取值為NDVIveg^[7-9]。將計(jì)算得到的年NDVI、NDVIsoil和NDVIveg值，通過(guò)公式（1）計(jì)算得到植被覆蓋度結(jié)果。

逐年計(jì)算區(qū)域內(nèi)像元尺度植被覆蓋度。為確保計(jì)算結(jié)果的合理性，將植被覆蓋度小于0 的部分賦值為0，植被覆蓋度大于1的部分賦值為1，以限制計(jì)算結(jié)果在[0， 1]范圍內(nèi)^[10]。將計(jì)算得到的植被覆蓋度數(shù)據(jù)存儲(chǔ)為標(biāo)準(zhǔn)的柵格數(shù)據(jù)格式，以便進(jìn)行后續(xù)的空間分析和可視化^[11]。

3""數(shù)據(jù)內(nèi)容

經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理，得到2000－2022年（41°—53°N，87°—121°E）蒙古國(guó)范圍植被覆蓋度時(shí)空分布變化數(shù)據(jù)集，空間分辨率為1/12°（約6.3 km）。利用"ArcGIS 中符號(hào)系統(tǒng)通過(guò)拉伸的方法進(jìn)行可視化來(lái)描述植被覆蓋度分布狀況（如圖1所示）。

4""質(zhì)量控制與技術(shù)驗(yàn)證

為了驗(yàn)證基于GIMMS NDVI計(jì)算的FVC數(shù)據(jù)集的準(zhǔn)確性，本研究選取了2000—2022年MOD13Q1數(shù)據(jù)計(jì)算得到FVC_MODIS作為參考，先將FVC_MODIS數(shù)據(jù)集（250米）重采樣至與FVC_GIMMS相同的分辨率，隨后對(duì)兩數(shù)據(jù)集年份重疊部分（2000—2022年）進(jìn)行逐柵格驗(yàn)證分析。結(jié)果顯示，F(xiàn)VC_GIMMS和FVC_MODIS的均值分別為0.4576和0.4716，標(biāo)準(zhǔn)差分別為0.3393和0.3505，均值與標(biāo)準(zhǔn)差差異較小，兩個(gè)數(shù)據(jù)集之間具有高度一致性。均方根誤差（RMSE）為0.1057，平均絕對(duì)誤差（MAE）為0.0668，相關(guān)系數(shù)為0.9544（Plt;0.05），表明計(jì)算誤差較小，數(shù)據(jù)集之間具有高度的相關(guān)性。回歸分析結(jié)果顯示，回歸方程為y = 0.9859 x + 0.0204，"R²為0.9108，表明二者之間強(qiáng)線

性關(guān)系以及回歸模型對(duì)數(shù)據(jù)的擬合結(jié)果較好。

總體而言，通過(guò)使用FVC_MODIS數(shù)據(jù)集驗(yàn)證FVC_GIMMS數(shù)據(jù)集，結(jié)果顯示兩者誤差較低且一致性高，驗(yàn)證了基于GIMMS NDVI計(jì)算的FVC數(shù)據(jù)集的可靠性和有效性（圖2）。

5""數(shù)據(jù)價(jià)值與使用建議

本數(shù)據(jù)為1990－2022年植被覆蓋度數(shù)據(jù)集，展示了不同年份空間上的植被覆蓋情況。蒙古國(guó)以畜牧業(yè)為主，且干旱問(wèn)題頻發(fā)，因此研究植被覆蓋度對(duì)蒙古國(guó)的生態(tài)環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。本研究基于GIMMS NDVI數(shù)據(jù)計(jì)算了FVC，并用MOD13Q1 NDVI計(jì)算的FVC加以驗(yàn)證，確保計(jì)算的準(zhǔn)確性，為進(jìn)一步的生態(tài)研究和環(huán)境管理提供了數(shù)據(jù)支持。

6""數(shù)據(jù)可用性

開(kāi)放訪問(wèn)，遵從CC0協(xié)議。

https：//cstr.cn/17058.11.sciencedb.agriculture.00118；https：//doi.org/10.57760/sciencedb.agriculture.00118。

數(shù)據(jù)作者分工職責(zé)

楊梅煥，數(shù)據(jù)集設(shè)計(jì)和技術(shù)指導(dǎo)。

李雅雯，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)處理、產(chǎn)草量時(shí)空分布計(jì)算及論文撰寫。

王濤，數(shù)據(jù)集設(shè)計(jì)和技術(shù)指導(dǎo)。

倫理聲明

本研究不涉及倫理相關(guān)問(wèn)題。

利益沖突聲明

作者聲明，全部作者均無(wú)會(huì)影響研究公正性的財(cái)務(wù)利益沖突或個(gè)人利益沖突。

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引用格式：楊梅煥，李雅雯，王濤."1990-2022年蒙古國(guó)植被覆蓋度數(shù)據(jù)集[J].農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)學(xué)報(bào)，2025，7（1）：69-76. DOI： 10.19788/j.issn.2096-6369.100041.

CITATION："YANG MeiHuan， LI YaWen， WANG Tao."Vegetation Cover Dataset"of Mongolia from 1990 to 2022[J]. Journal of Agricultural Big Data， 2025，7（1）：69-76. DOI： 10.19788/j.issn.2096-6369.100041.

Vegetation Cover Dataset of Mongolia from 1990 to 2022

YANG MeiHuan LI YaWen WANG Tao

1. College of Surveying and Mapping Science and Technology， Xi'an University of Science and Technology， Xi’an 710054， China;""2. Institute of Land and Space Research， Xi'an University of Science and Technology， Xi’an 710054， China

Abstract： The Mongolian Plateau， a crucial ecological barrier in Northern China， necessitates stable and healthy ecological functions in Mongolia for understanding regional vegetation's response to global warming and reinforcing our northern ecological defenses. Fractional Vegetation Cover （FVC） is an indicator used to assess the extent of vegetation cover on the Earth's surface. It is commonly utilized to measure the coverage provided by vegetation， serving as a crucial metric for evaluating the health of grassland ecosystems. Monitoring changes in FVC is significant for promptly detecting trends in grassland degradation and recovery. Variations in FVC directly impact soil erosion and water loss， and monitoring and controlling FVC can help slow down soil erosion and maintain the stability of grassland ecosystems."This study aims to generate and validate an annual FVC dataset with a spatial resolution of 1/12° spanning from 1990 to 2022， with the objective of comprehensively reflecting the distribution of vegetation cover in Mongolia over an extended temporal series. To ensure the accuracy and reliability of the dataset， the study integrated MOD13Q1 data for computational calibration and validation， thereby guaranteeing the precision of FVC calculations. By constructing this FVC dataset， the study provides a scientific basis for the conservation and management of the grassland ecosystem in Mongolia.

Keywords："Mongolia; vegetation coverage; spatiotemporal distribution