基于多時相遙感觀測的板栗林分布提取研究
發(fā)布時間：2021-11-01 14:22
板栗林在歐亞、北美等地廣泛分布,具有良好的生態(tài)價值和經(jīng)濟效益。我國板栗產(chǎn)量居世界首位,是重要的經(jīng)濟樹種。使用遙感影像建立板栗林空間分布提取方法能夠為其科學管理和高效經(jīng)營提供定量數(shù)據(jù),但樹種分類是遙感分類的難點,并且針對板栗林的遙感提取研究較少。以河北省寬城滿族自治縣為研究區(qū),結合MODIS高時間分辨率特征和Landsat數(shù)據(jù)較高空間分辨率的特征,研究板栗林提取的最佳時相以及分類特征,并采用多時相觀測基于支持向量機算法實現(xiàn)板栗林的提取。結果表明:①4月至6月各地類光譜差異最大,是板栗林提取的關鍵物候期;②藍、綠、紅、近紅外和短波紅外波段地表反射率是分類的有效波段,NDI、NDVI、NDWI、RSI和RVI等植被指數(shù)增強了植被信息,是板栗林提取的有效分類特征;③單一時相板栗林分類中,生長季前期6月精度最高,生長季后期9月次之,非生長季1月分類結果較差;④結合生長季6月、9月和非生長季1月遙感影像的分類精度最佳,板栗林制圖和用戶精度分別為89.90%和87.25%。與林業(yè)局板栗林面積統(tǒng)計數(shù)據(jù)相比,精度可達93.45%。
【文章來源】：遙感技術與應用. 2020,35(05)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】：11 頁
【部分圖文】：
寬城縣地理位置和Landsat8 OLI標準假彩色合成影像（2018年6月4日）
圖4是基于MODIS影像提取的板栗林、耕地、落葉林地和常綠林4類典型地物樣本點綠、紅、近紅外和短波紅外波段地表反射率（ρgreen、ρred、ρnir和ρswir）以及NDVI、NDWI季節(jié)曲線。由于建設用地和水域光譜特征與其他地類差別明顯且值域處于不同范圍，為了更好地比較不同植被類型的光譜曲線差異，未將其納入。圖4表明，總體上板栗林和耕地光譜曲線接近，而與自然林地存在較大區(qū)別。這可能是由于板栗一般林間距大，林下植被多為分布稀疏草叢或農(nóng)林間作的生產(chǎn)模式導致板栗林的混合像元效應相對顯著。落葉林地和常綠林光譜特征相似，應該與研究區(qū)常綠林較為破碎，MODIS影像500 m的空間分辨率存在混合像元問題有關。生長季前期120～180 d，由于地類物候差異，耕地在綠、紅和短波紅外波段的反射率高于板栗林，NDVI低于板栗林，差異顯著。此時落葉林地和常綠林植被綠度高于板栗林地和耕地，光譜特征和植被指數(shù)也具有一定的區(qū)分度。生長季后期260 d以后，幾種地類的光譜特征有一定的區(qū)分度，可能與立秋前后人工活動準備板栗收獲有關。此時的耕地多已收割，落葉林地和常綠林及其林下植被生長仍然較旺盛，4類地物易區(qū)分。此外，在非生長季，板栗林和耕地的綠、紅和短波紅外波段反射率和NDWI均明顯高于落葉林地和常綠林，也有助于板栗林區(qū)分。
分別統(tǒng)計不同地物各波段反射率和植被指數(shù)直方圖（圖5），通過分析找出了各地類具有較大區(qū)分度的波段反射率和植被指數(shù)。結果顯示：1月不同地類像元在綠、紅、近紅外、短波紅外波段反射率差異不明顯，NDI、NDVI、NDWI和RSI植被指數(shù)能夠作為區(qū)分常綠林、水域和建設用地的顯著分類特征。6月不同地類在藍、綠、紅、近紅外、短波紅外波段反射率和RSI、RVI、NDI、NDVI、NDWI植被指數(shù)上皆顯示出一定的區(qū)分度。常綠林、水域和建設用地同其他各類地物差異明顯，耕地和落葉林地的藍、綠、紅、短波紅外波段以及NDI、NDVI、NDWI植被指數(shù)波峰差異顯著；板栗林地和耕地、落葉林地在綠、紅波段和NDI、NDVI值上波峰不同，體現(xiàn)出一定的差異。不同地類9月的綠、紅、近紅外、波段紅外波段反射率以及RVI、NDI、NDVI、NDWI植被指數(shù)特征與6月相近，但區(qū)分度不如6月明顯。此外，板栗林在某些特征上數(shù)值范圍較寬，這種現(xiàn)象在1月和6月更為顯著。這可能是由于這一時期板栗林葉片稀疏，林下的草叢、農(nóng)作物或者裸土出露比例大形成的混合像元效應所導致。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于支持向量機的竹林信息提取研究[J]. 郭寶華,范少輝,官鳳英,黃永南. 西北林學院學報. 2014(02)
[2]經(jīng)濟林套種防治水土流失模式[J]. 朱春波,李世鋒. 水土保持應用技術. 2011(01)
[3]基于TM數(shù)據(jù)提取竹林遙感信息的方法[J]. 杜華強,周國模,葛宏立,趙憲文,崔林麗. 東北林業(yè)大學學報. 2008(03)
[4]作物間套作種植方式間作效應研究[J]. 楊友瓊,吳伯志. 中國農(nóng)學通報. 2007(11)
[5]遙感圖像大氣校正方法綜述[J]. 鄭偉,曾志遠. 遙感信息. 2004(04)
本文編號：3470265
【文章來源】：遙感技術與應用. 2020,35(05)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】：11 頁
【部分圖文】：
寬城縣地理位置和Landsat8 OLI標準假彩色合成影像（2018年6月4日）
圖4是基于MODIS影像提取的板栗林、耕地、落葉林地和常綠林4類典型地物樣本點綠、紅、近紅外和短波紅外波段地表反射率（ρgreen、ρred、ρnir和ρswir）以及NDVI、NDWI季節(jié)曲線。由于建設用地和水域光譜特征與其他地類差別明顯且值域處于不同范圍，為了更好地比較不同植被類型的光譜曲線差異，未將其納入。圖4表明，總體上板栗林和耕地光譜曲線接近，而與自然林地存在較大區(qū)別。這可能是由于板栗一般林間距大，林下植被多為分布稀疏草叢或農(nóng)林間作的生產(chǎn)模式導致板栗林的混合像元效應相對顯著。落葉林地和常綠林光譜特征相似，應該與研究區(qū)常綠林較為破碎，MODIS影像500 m的空間分辨率存在混合像元問題有關。生長季前期120～180 d，由于地類物候差異，耕地在綠、紅和短波紅外波段的反射率高于板栗林，NDVI低于板栗林，差異顯著。此時落葉林地和常綠林植被綠度高于板栗林地和耕地，光譜特征和植被指數(shù)也具有一定的區(qū)分度。生長季后期260 d以后，幾種地類的光譜特征有一定的區(qū)分度，可能與立秋前后人工活動準備板栗收獲有關。此時的耕地多已收割，落葉林地和常綠林及其林下植被生長仍然較旺盛，4類地物易區(qū)分。此外，在非生長季，板栗林和耕地的綠、紅和短波紅外波段反射率和NDWI均明顯高于落葉林地和常綠林，也有助于板栗林區(qū)分。
分別統(tǒng)計不同地物各波段反射率和植被指數(shù)直方圖（圖5），通過分析找出了各地類具有較大區(qū)分度的波段反射率和植被指數(shù)。結果顯示：1月不同地類像元在綠、紅、近紅外、短波紅外波段反射率差異不明顯，NDI、NDVI、NDWI和RSI植被指數(shù)能夠作為區(qū)分常綠林、水域和建設用地的顯著分類特征。6月不同地類在藍、綠、紅、近紅外、短波紅外波段反射率和RSI、RVI、NDI、NDVI、NDWI植被指數(shù)上皆顯示出一定的區(qū)分度。常綠林、水域和建設用地同其他各類地物差異明顯，耕地和落葉林地的藍、綠、紅、短波紅外波段以及NDI、NDVI、NDWI植被指數(shù)波峰差異顯著；板栗林地和耕地、落葉林地在綠、紅波段和NDI、NDVI值上波峰不同，體現(xiàn)出一定的差異。不同地類9月的綠、紅、近紅外、波段紅外波段反射率以及RVI、NDI、NDVI、NDWI植被指數(shù)特征與6月相近，但區(qū)分度不如6月明顯。此外，板栗林在某些特征上數(shù)值范圍較寬，這種現(xiàn)象在1月和6月更為顯著。這可能是由于這一時期板栗林葉片稀疏，林下的草叢、農(nóng)作物或者裸土出露比例大形成的混合像元效應所導致。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于支持向量機的竹林信息提取研究[J]. 郭寶華,范少輝,官鳳英,黃永南. 西北林學院學報. 2014(02)
[2]經(jīng)濟林套種防治水土流失模式[J]. 朱春波,李世鋒. 水土保持應用技術. 2011(01)
[3]基于TM數(shù)據(jù)提取竹林遙感信息的方法[J]. 杜華強,周國模,葛宏立,趙憲文,崔林麗. 東北林業(yè)大學學報. 2008(03)
[4]作物間套作種植方式間作效應研究[J]. 楊友瓊,吳伯志. 中國農(nóng)學通報. 2007(11)
[5]遙感圖像大氣校正方法綜述[J]. 鄭偉,曾志遠. 遙感信息. 2004(04)
本文編號：3470265
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