吕丹红:基于多源遥感数据的大安市草地地上生物量估算研究论文

吕丹红:基于多源遥感数据的大安市草地地上生物量估算研究论文

本文主要研究内容

作者吕丹红(2019)在《基于多源遥感数据的大安市草地地上生物量估算研究》一文中研究指出:草地作为生态脆弱区重要的可更新资源,对维持区域的生态环境和畜牧业可持续发展起着重要的作用。生物量是用以研究草地初级生产力的基本参数。草地生物量是整个草原生态系统运行的物质来源和能量基础,也是研究生产力、净出生产力的基础。因此,准确地获取研究区内草地生物量的分布信息,了解其时空分布特征,能够为生态脆弱区资源的合理配置和生态环境改善提供科学依据。本文以大安市草地为研究区,利用雷达数据、光学数据和野外实测数据,应用面向对象分类和模型模拟等方法,开展了大安市草地分布信息提取与多源遥感数据联合估算生物量的方法研究,并利用改进的水云模型预测分析了大安市生物量的空间分布格局及其草地生长季内变化趋势特征。主要的研究成果如下:(1)本研究采用了基于影像分割和面向对象的分类方法,提取大安市草地分布信息。以雷达(Sentinel-1号)和光学(Sentinel-2号)影像为数据源,结合野外实地调查数据,依据吉林省大安市土地覆被类型的影像特征,建立了遥感解译标志。充分利用基于影像分割和面向对象的决策树分类优势,通过分析每种类型的光谱与纹理等特征构建分类规则集。利用雷达数据(水体、城镇)和光学数据(植被与非植被)分别提取特征表现显著的土地覆被类型。通过两者间的交叉对比,提取了大安市草地空间分布范围,并且根据野外样本和在高分辨率影像上随机选取的样本,对分类结果进行了精度评价,分类精度高达90.7%,Kappa系数为0.88,已经较好地满足草地生物量反演要求。同时本文单独利用Sentinel-2数据进行草地空间信息提取,并与两种影像相结合形式提取的结果相比,后者分类精度明显提高,从85.5%上升到了90.7%。(2)本研究提出改进水云模型的方法。由于生态脆弱地区草地植被分布不均匀,部分区域植被覆盖比较稀疏,为了消除下垫面土壤对后向散射系数影响较大的问题,在构建的水云模型中,考虑了植被的间隙信息,利用光学数据计算得到的植被覆盖度来区分植被和土壤之间的不同散射机理,以建立一种适合生态环境脆弱区的遥感估算方法。最后利用建立的草本植被散射模型估算了大安市的草地生物量。(3)本文对比了改进前后水云模型在反演结果与精度上的差异,并分析了结果存在差异的原因。结果表明,改进后的水云模型在模拟精度上得到一定的提高,R2从0.7535上升到了0.853,RMSE从0.27kg/m~2减少到0.25kg/m~2,证明了改进后的水云模型可以有效地估算出生态脆弱区草地的生物量。(4)本研究预测分析了大安市草地生物量的时空分布特征。为了从宏观角度了解研究区的草地空间分布情况和植被生长季内草地生物量的变化趋势,利用改进的水云模型估算了大安市5-10月草地的生物量。研究得出大安市草地的时空分布规律和特点:草地生物量的年变化曲线总体符合草地植被生长规律,草地从5月份开始生长并逐渐累积,在6月份增长很快,到8月底或9月初达到最大值,然后进入到草地生长的末期,草地生物量从9月底逐步减少,到10月份趋于稳定;从空间分布来看,最大草地生物量可达2.28kg/m~2,最小值为0.01kg/m~2,平均值为0.52kg/m~2。草地生物量主要集中分布在0.5-1 kg/m~2范围内,并对结果进行可视化分析,为牧民合理放牧提供参考依据。

Abstract

cao de zuo wei sheng tai cui ruo ou chong yao de ke geng xin zi yuan ,dui wei chi ou yu de sheng tai huan jing he chu mu ye ke chi xu fa zhan qi zhao chong yao de zuo yong 。sheng wu liang shi yong yi yan jiu cao de chu ji sheng chan li de ji ben can shu 。cao de sheng wu liang shi zheng ge cao yuan sheng tai ji tong yun hang de wu zhi lai yuan he neng liang ji chu ,ye shi yan jiu sheng chan li 、jing chu sheng chan li de ji chu 。yin ci ,zhun que de huo qu yan jiu ou nei cao de sheng wu liang de fen bu xin xi ,le jie ji shi kong fen bu te zheng ,neng gou wei sheng tai cui ruo ou zi yuan de ge li pei zhi he sheng tai huan jing gai shan di gong ke xue yi ju 。ben wen yi da an shi cao de wei yan jiu ou ,li yong lei da shu ju 、guang xue shu ju he ye wai shi ce shu ju ,ying yong mian xiang dui xiang fen lei he mo xing mo ni deng fang fa ,kai zhan le da an shi cao de fen bu xin xi di qu yu duo yuan yao gan shu ju lian ge gu suan sheng wu liang de fang fa yan jiu ,bing li yong gai jin de shui yun mo xing yu ce fen xi le da an shi sheng wu liang de kong jian fen bu ge ju ji ji cao de sheng chang ji nei bian hua qu shi te zheng 。zhu yao de yan jiu cheng guo ru xia :(1)ben yan jiu cai yong le ji yu ying xiang fen ge he mian xiang dui xiang de fen lei fang fa ,di qu da an shi cao de fen bu xin xi 。yi lei da (Sentinel-1hao )he guang xue (Sentinel-2hao )ying xiang wei shu ju yuan ,jie ge ye wai shi de diao cha shu ju ,yi ju ji lin sheng da an shi tu de fu bei lei xing de ying xiang te zheng ,jian li le yao gan jie yi biao zhi 。chong fen li yong ji yu ying xiang fen ge he mian xiang dui xiang de jue ce shu fen lei you shi ,tong guo fen xi mei chong lei xing de guang pu yu wen li deng te zheng gou jian fen lei gui ze ji 。li yong lei da shu ju (shui ti 、cheng zhen )he guang xue shu ju (zhi bei yu fei zhi bei )fen bie di qu te zheng biao xian xian zhe de tu de fu bei lei xing 。tong guo liang zhe jian de jiao cha dui bi ,di qu le da an shi cao de kong jian fen bu fan wei ,bing ju gen ju ye wai yang ben he zai gao fen bian lv ying xiang shang sui ji shua qu de yang ben ,dui fen lei jie guo jin hang le jing du ping jia ,fen lei jing du gao da 90.7%,Kappaji shu wei 0.88,yi jing jiao hao de man zu cao de sheng wu liang fan yan yao qiu 。tong shi ben wen chan du li yong Sentinel-2shu ju jin hang cao de kong jian xin xi di qu ,bing yu liang chong ying xiang xiang jie ge xing shi di qu de jie guo xiang bi ,hou zhe fen lei jing du ming xian di gao ,cong 85.5%shang sheng dao le 90.7%。(2)ben yan jiu di chu gai jin shui yun mo xing de fang fa 。you yu sheng tai cui ruo de ou cao de zhi bei fen bu bu jun yun ,bu fen ou yu zhi bei fu gai bi jiao xi shu ,wei le xiao chu xia dian mian tu rang dui hou xiang san she ji shu ying xiang jiao da de wen ti ,zai gou jian de shui yun mo xing zhong ,kao lv le zhi bei de jian xi xin xi ,li yong guang xue shu ju ji suan de dao de zhi bei fu gai du lai ou fen zhi bei he tu rang zhi jian de bu tong san she ji li ,yi jian li yi chong kuo ge sheng tai huan jing cui ruo ou de yao gan gu suan fang fa 。zui hou li yong jian li de cao ben zhi bei san she mo xing gu suan le da an shi de cao de sheng wu liang 。(3)ben wen dui bi le gai jin qian hou shui yun mo xing zai fan yan jie guo yu jing du shang de cha yi ,bing fen xi le jie guo cun zai cha yi de yuan yin 。jie guo biao ming ,gai jin hou de shui yun mo xing zai mo ni jing du shang de dao yi ding de di gao ,R2cong 0.7535shang sheng dao le 0.853,RMSEcong 0.27kg/m~2jian shao dao 0.25kg/m~2,zheng ming le gai jin hou de shui yun mo xing ke yi you xiao de gu suan chu sheng tai cui ruo ou cao de de sheng wu liang 。(4)ben yan jiu yu ce fen xi le da an shi cao de sheng wu liang de shi kong fen bu te zheng 。wei le cong hong guan jiao du le jie yan jiu ou de cao de kong jian fen bu qing kuang he zhi bei sheng chang ji nei cao de sheng wu liang de bian hua qu shi ,li yong gai jin de shui yun mo xing gu suan le da an shi 5-10yue cao de de sheng wu liang 。yan jiu de chu da an shi cao de de shi kong fen bu gui lv he te dian :cao de sheng wu liang de nian bian hua qu xian zong ti fu ge cao de zhi bei sheng chang gui lv ,cao de cong 5yue fen kai shi sheng chang bing zhu jian lei ji ,zai 6yue fen zeng chang hen kuai ,dao 8yue de huo 9yue chu da dao zui da zhi ,ran hou jin ru dao cao de sheng chang de mo ji ,cao de sheng wu liang cong 9yue de zhu bu jian shao ,dao 10yue fen qu yu wen ding ;cong kong jian fen bu lai kan ,zui da cao de sheng wu liang ke da 2.28kg/m~2,zui xiao zhi wei 0.01kg/m~2,ping jun zhi wei 0.52kg/m~2。cao de sheng wu liang zhu yao ji zhong fen bu zai 0.5-1 kg/m~2fan wei nei ,bing dui jie guo jin hang ke shi hua fen xi ,wei mu min ge li fang mu di gong can kao yi ju 。

论文参考文献

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自吉林大学的吕丹红,发表于刊物吉林大学2019-06-25论文,是一篇关于草地生物量论文,多源遥感论文,水云模型论文,面向对象分类论文,植被覆盖度论文,吉林大学2019-06-25论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自吉林大学2019-06-25论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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