烏梁素海濕地蘆葦空間分布信息提取及地上生物量遙感估算.pdf

1、濕地作為自然界最為重要的生態(tài)系統(tǒng)，不僅具有強(qiáng)大的生產(chǎn)力，同時也為人類提供了寶貴的生存環(huán)境。由于濕地植被在濕地生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)能量交換中的重要作用，對濕地植被信息的遙感提取及生物量的估算已成為濕地研究的兩大熱點(diǎn)。本文以烏梁素海濕地為研究區(qū)，基于高分一號(GF-1)數(shù)據(jù)、Landsat-OLI數(shù)據(jù)以及野外實(shí)測數(shù)據(jù)，綜合運(yùn)用3S技術(shù)、統(tǒng)計(jì)分析方法，實(shí)現(xiàn)烏梁素海蘆葦信息精確提取及地上生物量的遙感估算，主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下:
　　1、本文選取

2、2016年6月、7月、8月的Landsat-OLI數(shù)據(jù)、GF-1數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)源，通過幾何精校正、輻射定標(biāo)與大氣校正、重采樣、研究區(qū)剪裁等預(yù)處理，為蘆葦分布信息提取及干生物量反演奠定基礎(chǔ)。同期衛(wèi)星過境時開展野外采樣工作，共選取60個采樣點(diǎn)，其中40個用于模型構(gòu)建，另外20個作為精度驗(yàn)證，點(diǎn)位可滿足模型構(gòu)建及精度驗(yàn)證要求。
　　2、首次提出逆植被指數(shù)公式，NDVI-1=(αB3-B4)/(B3+B4)（α為待定系數(shù)），該指數(shù)的構(gòu)建以遙

3、感光學(xué)原理為基礎(chǔ)，以歸一化差異植被指數(shù)(NDVI)公式為原型，通過對NDVI指數(shù)的逆向構(gòu)建，從光學(xué)亮度原理出發(fā)，削弱植被信息，增強(qiáng)非植被信息，繼而增強(qiáng)植被與非植被的對比度，實(shí)現(xiàn)植被信息的提取。逆植被指數(shù)在烏梁素海的應(yīng)用有效提高了蘆葦分類精度及生物量估算精度。
　　3、基于2016年GF-1多季相遙感影像數(shù)據(jù)和面向?qū)ο蟮亩嗉鞠喾诸惙椒?，分別選取逆植被指數(shù)(NDVI-1)、NDVI、比值植被指數(shù)(RVI)、差值植被指數(shù)(DVI)、大氣

4、阻抗植被指數(shù)(ARVI)及各類形狀特征對烏梁素海濕地蘆葦空間分布信息進(jìn)行提取，結(jié)果表明，烏梁素海蘆葦區(qū)總面積為134.243 km2，水域面積為161.092 km2，蘆葦面積約占烏梁素?？偯娣e的1/2;蘆葦空間分布信息綜合提取精度為0.933，Kappa系數(shù)為0.906，精度得到有效提高;蘆葦主要分布于北部人為干擾較小的地區(qū)以及中部農(nóng)田退水入湖口水質(zhì)富營養(yǎng)化較大的地區(qū)，南部由于受人為干擾（已被開發(fā)為人工養(yǎng)魚區(qū)域），蘆葦分布面積很小。<

5、br>　　4、本研究利用40個蘆葦采樣點(diǎn)地上干、濕生物量實(shí)測數(shù)據(jù)與NDVI、RVI、DVI、ARVI、NDVI-15個植被指數(shù)及GF-1第四波段反射率B4進(jìn)行一元或多元線性與非線性回歸分析，結(jié)果表明:(1)蘆葦?shù)厣锨o干生物量與總干生物量具有極高的相關(guān)性，關(guān)系滿足，總干生物量=1.542×莖干生物量+102.320(R2=0.982)，且明顯高于葉干生物量與總干生物量的相關(guān)性(R2=0.939)。因此，采用莖干生物量來反演地上總干生物量。

6、(2)地上干生物量多元線性模型較一元非線性回歸模型精度有較大提高，預(yù)測精度為0.809，R2=0.758，RMSE為64.150 g/m2。地上干生物量估算模型為:y=1.542×(-889.621-2742.368×NDVI-1+1515.993×NDVI+26.763×RVI-397.458×ARVI-0.023×DVI+0.106×B4)+102.320;據(jù)此得出2016年烏梁素海蘆葦?shù)厣细缮锪靠偭繛?.922×104t，平均值