1. 研究目的与意义
研究背景:植被地理分布主要决定于热量和降水量,水热结合导致植被沿纬度地带性分布。从沿海向内陆随着降水量变化而使植被沿经度地带性更替。海拔的离度变化形成了植被的垂直地带性。这三方面的结合决定了一个地区植被的基本特点。纬向变化规律我国东南半部是季风区,发育着各种类型的中生性森林,由于自北而南的热量递增,明显地依次更替着下列森林带:寒温带针叶林带,温带针阔叶混交林带,暖温带落叶阔叶林带,亚热带常绿阔叶林带,热带季雨林、雨林带和赤道雨林带。经向变化规律由于我国东临太平洋,因而夏季东南季风的强弱决定着降水的多少。自东南往西北,距海愈远,东南季风力量愈弱,降水愈少,所以植被按东南一西北近乎经度方向按下列规律更替: (1)温带针阔叶混交林或暖温带落叶阔叶林地区,(2)温带草原地区,在这地区内由东向西随着干燥度的递增,依次出现森林草甸草原带,典型草原带,荒漠草原带; (3)温带与暖温带荒漠地区,从东到西按水分状况可分为东阿拉善一西鄂尔多斯草原化荒漠,中亚东部荒漠和中亚西部荒漠。卫星图像上,植被是群体的特征,不能反映个体的形态,只能判读出植被的类型、生长状况、分布范围。植被类型的判读要依据文理结构和色调,并要有该地的植物群落组成和植被分类图等资料,要经过实地调查和验证。不同植物由于叶子组织结构不同和所含色素不同,具有不同的光谱特征。传统的遥感分类方法是采用方法识别技术(包括监督分类和非监督分类)。但是由于各种植被类型相互掺杂,且受土壤湿度、同谱异物和同物异谱的影响,用传统的分类方法进行植被类型识别的结果精度不高。决策树分类法具有灵活、直观、清晰、健壮及运算效率高等特点,相对传统的分类方法而言,决策树分类法对于输入数据空间特征和分类标识具有更好的弹性和鲁棒性。
目的:应用遥感技术清查苏州市植被资源的质量和数量,以及分析消长变化规律,为国土资源开发,保护植被资源,加强生态环境建设提供科学依据。
2. 研究内容和预期目标
(1)哨兵-2号卫星携带一枚多光谱成像仪(msi),高度为786km,可覆盖13个光谱波段,幅宽达290千米。地面分辨率分别为10m、20m和60m、一颗卫星的重访周期为10天,两颗互补,重访周期为5天。从可见光和近红外到短波红外,具有不同的空间分辨率,在光学数据中,哨兵-2号数据是唯一一个在红边范围含有三个波段的数据,可消除、改正遥感图像的几何变形,消除大气和光照等因素对地物反射的影响,这对监测植被健康信息非常有效。
(2)遥感影像上的植被信息反映了绿色植物叶子和植被层的光谱特性及其差异、变化。不同光谱通道所获得的植被信息与植被的不同要素或某种特征状态有各种不同的相关性,如叶子光谱特性中,可见光谱段受叶子叶绿素含量的控制,近红外谱段受叶内细胞结构的控制,短波红外谱段受叶细胞内水分含量的控制;但是通过大量的实践证明,对于复杂的植被遥感,仅用个别波段或多个单波段数据分析对比来提取植被信息是相当局限的,因而往往需选用多光谱遥感数据经分析运算(加、减、乘、除等线性或非线性组合方式),产生某些对植被长势、生物量等有一定指示意义的数值——“植被指数”。
3. 研究的方法与步骤
(1)图像预处理:几何校正,选取控制点,确定转换多项式的系数,系数确定后,便可根据每个像元点的行列值,求出所对应的原图像对应的坐标位置。采用最近邻法、双线性内插法或三次卷积内插法确定校正后图像上每点的亮度值。大气校正,按照校正后的结果可以分为2种:绝对大气校正方法:将遥感图像的dn(digital number)值转换为地表反射率、地表辐射率、地表温度等的方法。相对大气校正方法:校正后得到的图像,相同的dn值表示相同的地物反射率,其结果不考虑地物的实际反射率。
(2)植被提取,确定植被类型:植被是环境诸要素中对环境依赖性最大的因子之,也是反映区域生态环境的最好标志之-,同时也是土壤、水文等要素的解译标志。个别植物还是找矿的指示植物。遥感图像全面记录了地表植被与环境的信息,通过对影像色调、色彩和几何形态的分析,可判读植被特性、类型和分布状况,并为研究土壤等其他自然要素提供重要依据。在遥感图像上进行植被分类最简便的方法是首先区分出有无植被,然后对植被覆盖区具体划分植被类型。两种方法确定植被类型:一种方法为:计算出ndvi值,确定ndvi的一个阈值,大于该值为植被,小于该值为非植被。从而区分出植被与非植被。然后在植被覆盖区,根据针叶林、阔叶林、针阔混交林、灌木林、草地等在遥感影像上的不同的色调、形状等特征区分出不同的植被类型。另一种方法是通过监督分类的方法直接分类出针叶林、阔叶林、针阔混交林、灌木林、草地等植被类型。
(3)苏州市植被分布制图:基于gis的遥感专题图的制作,其内容包括工作底图的选择、地理基础底图的数字化、专题要素的提取方法、专题要素与基础底图的协调等。遵循1:10万大比例尺专题图的编图原则,详细具体地反映出植被分布的地区特点。
4. 参考文献
[1]安佑志. 基于遥感的中国北部植被ndvi和物候变化研究[d].华东师范大学,2014.
[2]王佃来. 基于遥感图像分析的北京植被状态与变化研究[d].北京林业大学,2013.
[3]杨伟. 基于遥感的黑龙江流域火烧迹地及其植被恢复研究[d].中国科学院研究生院(东北地理与农业生态研究所),2013.
5. 计划与进度安排
一、准备阶段(2022.3.11——2022.3.31):
2022.3.11——2022.3.24为准备工作阶段,包括查阅资料、实验数据收集等;
2022.3.25——2022.3.31为开题阶段,主要工作是撰写开题报告等。
