【摘要】：渾善達(dá)克沙地分布的榆樹(Ulmus pumila L.)疏林是一種特殊的植被類型,它是沙地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分,在防風(fēng)固沙、調(diào)節(jié)氣候和維持草原生態(tài)系統(tǒng)等方面都扮演著重要的角色。然而過去它并沒有引起人們足夠的重視,即使到目前為止,能查詢到的有關(guān)榆樹疏林的研究也很少,并且研究內(nèi)容多局限于對(duì)其群落結(jié)構(gòu)、物種組成以及人為干擾對(duì)榆樹疏林的影響等方面,對(duì)其具體的分布范圍、密度、空間格局等研究幾乎沒有。而研究方法多是采用樣地調(diào)查、實(shí)地走訪和查閱歷史文獻(xiàn)等傳統(tǒng)方法,花費(fèi)人力、財(cái)力很大,并且調(diào)查周期長、更新困難,也難以滿足獲取大范圍榆樹空間信息的需求,因此,運(yùn)用遙感技術(shù)提取榆樹疏林的空間分布信息很有必要。隨著遙感技術(shù)的發(fā)展,在高分辨率遙感影像上可以清晰看到每株樹木的樹冠,根據(jù)樹冠在影像上表現(xiàn)出的幾何形狀、尺寸、空間格局等特征可以較為準(zhǔn)確地估計(jì)樹木冠幅信息。準(zhǔn)確的榆樹疏林樹冠信息是其他科學(xué)合理研究的前提條件,是管理決策者重要的參考依據(jù),對(duì)評(píng)價(jià)該地區(qū)的生態(tài)環(huán)境也具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文以國產(chǎn)GF-2高分辨率遙感衛(wèi)星為數(shù)據(jù)源,以內(nèi)蒙古錫林郭勒盟正藍(lán)旗為研究區(qū),采用分層提取法對(duì)研究區(qū)榆樹疏林進(jìn)行單木樹冠的提取,首先根據(jù)研究區(qū)榆樹多分布在沙地上并且分布稀疏的特性,結(jié)合NDVI閾值及GEOBIA影像分析技術(shù)提取榆樹分布區(qū),然后,在提取的榆樹分布區(qū)內(nèi)采用局部最大值濾波及區(qū)域增長法提取單木樹冠,并以單木為尺度分析榆樹疏林覆蓋度及林分密度。最后,結(jié)合外業(yè)實(shí)測數(shù)據(jù)對(duì)提取結(jié)果進(jìn)行精度評(píng)價(jià)。主要結(jié)論如下:(1)國產(chǎn)GF-2數(shù)據(jù)具有高空間分辨率、高定位精度等特性,利用GF-2全色和多光譜融合數(shù)據(jù)結(jié)合NDVI閾值及GEOBIA影像分析技術(shù)能夠很好地提取榆樹樹冠區(qū)域,NDVI閾值可快速有效掩膜大多數(shù)的非榆樹區(qū),減少后續(xù)的榆樹樹冠區(qū)域準(zhǔn)確提取的工作量,適用于疏林區(qū)榆樹的提取,提取總體精度達(dá)92%,Kappa系數(shù)為0.84。(2)在探測榆樹樹冠位置時(shí),本文提出先以4個(gè)像元為單位進(jìn)行局部最大值濾波,為防止遺漏小冠幅榆樹,再以單個(gè)像元為單位進(jìn)行第二次濾波,減少同一個(gè)樹冠可能探測到多個(gè)極值點(diǎn)的可能性,經(jīng)驗(yàn)證,單木株樹識(shí)別平均用戶精度為0.72,平均生產(chǎn)者精度為0.47,樹冠范圍描繪的平均絕對(duì)誤差MAE是24.4 m2,平均相對(duì)誤差MRE是0.44,均值偏移誤差MBE是9.2 m2,實(shí)測樹冠面積與估測樹冠面積之間R2為0.6。(3)經(jīng)統(tǒng)計(jì),研究區(qū)榆樹單木共2284950株,榆樹樹冠總覆蓋面積為224.76 km2,占整個(gè)研究區(qū)的2.86%,大部分區(qū)域榆樹疏林覆蓋度都低于5%,大部分榆樹疏林密度都小于10株/hm2。結(jié)果顯示,研究區(qū)榆樹疏林密集區(qū)主要分布于正藍(lán)旗中部及東北部,其他均為零星分布。
【圖文】：

研究區(qū)分布圖

圖 2-2 樣地分布圖Fig.2-2 Distribution of sampling points in Zhenglan Banner, Inner Mongolia外業(yè)調(diào)查前，首先在研究區(qū)隨機(jī)生成若干點(diǎn)，然后結(jié)合 GF-2 融合后的影像目視點(diǎn)是否分布有榆樹，，選取有榆樹的具有代表性的地區(qū)作為樣地的選點(diǎn)，樣地選分布均勻且能夠覆蓋研究區(qū)的中部和北部大部分范圍，這是因?yàn)檎{(lán)旗南部主、人工林地及居民區(qū)，幾乎沒有天然榆樹分布。榆樹樣地大小設(shè)為 50 m×50 m查內(nèi)容包括樣地內(nèi)每株榆樹的準(zhǔn)確地理位置、胸徑、冠幅（包括東西、南北兩和樹高等，胸徑是胸高直徑的簡稱，在榆樹離地面約 1.2 m 處使用胸徑尺測量的胸徑，使用皮尺分別測量榆樹樹冠在東西、南北不同方向垂直投影在地面的位樹單木東西、南北方向的冠幅，并對(duì)樣地內(nèi)的每株榆樹進(jìn)行編號(hào)，繪制其相對(duì)同時(shí)拍攝樣地照片作為補(bǔ)充，外業(yè)樣地調(diào)查照片如圖 2-3 所示。
【學(xué)位授予單位】：中國林業(yè)科學(xué)研究院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：S771

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 馬媛;渾善達(dá)克沙地榆生長指標(biāo)與根際微域環(huán)境的關(guān)系研究[D];內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué);2018年

本文編號(hào)：2536774