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竹林地面光谱特征及遥感信息提取方法研究

邓旺华  
【摘要】: 针对我国传统的竹资源监测存在时间间隔长、人力投入大、调查难度高和统计精度低等许多不足,以福建省顺昌县为研究区域,开展不同季相竹林及其周边地物反射光谱特征,以及竹林面积遥感信息提取技术和动态监测技术的相关研究,主要结果如下: (1)利用ASD光谱分析仪于2007年11月、2008年4月、7月、10月进行了4次野外光谱测定,研究对象包括:毛竹、杉木、马尾松和木荷,以及水体、旱田和水泥路面等其它地物。4个不同时期毛竹、杉木、马尾松和木荷的光谱特征研究表明:毛竹与其它植被类型具有可分性,较为理想的区分波段为500~600nm的可见光波段和670~800nm的近红外波段,而尤以556nm和718nm处区分效果最优。在遥感信息源时相选择方面,以春季的毛竹换叶期前后的时相为佳,其次为秋季。但由于南方的雨季影响,难以在该季节得到理想的影像数据。因此,秋季应为数据获取的重点时期。 (2)利用ASD光谱分析仪于2007年11月对闽北地区常见的毛竹林、杉木林和马尾松林纯林,以及竹阔混交、竹杉混交、杉阔混交等混交类型进行光谱特征测定,并将各类型光谱数据按TM的1~4波段进行光谱反射率模拟和相似性矩阵分析。结果表明:毛竹与杉木的可区分度较小,而与其它类型树种之间具有较好的区分性。 (3)以2001年10月的ETM数据为信息源,在采用ISODATA法、最大似然法和子像元分类法等3种常规分类方法的基础上,提出“基于光谱片层—面向纹理类”的竹林专题信息提取方法。实验结果表明,“基于光谱片层—面向纹理类”的竹林专题信息提取方法的分类精度可达84.8%,总Kappa系数达0.8235,能有效地解决由于地形因素引起的阴影问题,是提高山区竹林信息的分类精度的一种有效方法。 (4)选取顺昌县1988~2007年之间的4个时相的TM/ETM影像,采用分类后比较法进行竹林面积动态监测研究。结果表明,顺昌县域的竹资源分布范围广,主要分布于边远的四周山区,而中部和西北部则分布较少。从竹林面积增长情况来看,1988 ~1992年的年平均增长面积为0.0645万公顷,增长率为2.2%;1992 ~2001年的年平均增长面积为0.0262万公顷,增长率为0.8%;2001 ~2007年的年平均增长面积为0.1629万公顷,增长率为4.8%。2001年以来,是顺昌县竹林产业发展的快速增长时期。 通过野外实测不同季相条件下竹林及其周边地物的光谱特征,确定竹林与其他植被种类及生态环境因子的光谱特征差异与区分度的大小,可为竹林资源监测中卫星影像的选择和信息提取提供科学的光谱学依据,也为遥感技术在竹林资源长势、变化和健康等监测提供理论基础。通过对比分析不同的竹林面积提取精度的图像处理方法,为遥感技术在我国竹资源清查、面积变化、灾害预报及周边生态环境等动态监测中的应用提供理论基础和技术支持,对我国开展竹资源调查和监测研究具有重要的借鉴意义。


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