江西省竹林时空变化遥感研究

【摘要】：竹林是重要的林业资源,具有生长速度快、固碳效益显著等特点,获取竹林资源量及其空间分布,对于布局竹产品加工产业和评价竹林生态系统服务功能等都具有重要意义。本文以江西省的竹林为研究对象,在GEE云平台支持下,开展了以下研究工作:(1)以2016年Landsat8-OLI传感器获取的影像分析了竹林的光谱特征及其光谱植被指数的季节变化特征与其他地物的差异性,探讨了竹林遥感提取的可行性;(2)利用Landsat卫星遥感影像,比较分析最小距离法和随机森林算法遥感提取2016年江西省竹林的精度差异;比较分析了不同的分类特征参与分类对竹林提取精度的影响;(3)利用改进的AASG算法获得1995、2005年的竹林样本基础上,以随机森林算法遥感提取了竹林的空间分布,分析1995-2016年的竹林分布动态特征。研究结果表明:(1)竹林与其它地物类型具有可分性,较为理想的波段为OLI数据的4、5、6波段;光谱指数NDWI与NDVI可增加了竹林与其他地物的差异性,尤其是秋冬季NDWI以及NDVI;纹理特征中对比度和协方差有助于区分竹林与森林地类;冬季竹林的遥感影像具有最佳的可分性,其次为秋季;(2)与最小距离法相比,随机森林算法提取竹林的精度提高20%,优势明显;与单时相遥感影像相比,利用最小云量合成的影像能够有效提高竹林提高分类精度,利用随机森林算法和密集Landsat时间序列影像,并且增加NDVI、NDWI、DEM和纹理特征等作为辅助输入特征,提取竹林空间分布具有最佳效果;(3)利用随机森林算法和密集Landsat时间序列影像遥感提取的1995年和2005年竹林分布图,总体精度分别为0.82和0.84,KAPPA系数分别为0.69和0.75,表明利用AASG算法能较好的获得历史时期中稳定不变的特征;(4)1995年以来江西省竹林处于快速扩张状态,1995年竹林面积为3767.19km~2,2005年竹林面积扩张为4901.40km~2,2016年竹林面积进一步扩张为9968.52km~2,平均每年增加295.30km~2,平均增速为7.8%,超过全球竹林增长速度;(5)江西省大部分县市都有竹林分布,竹林分布范围广,其中竹林面积较多的县有铅山县、铜鼓县、萍乡市、武宁县、资溪县和崇义县;竹林主要分布的高程带为300-900m,约占竹林总面积的77.26%;从坡度和坡向上看,竹林较多分布于斜坡(坡度为16°-25°)和陡坡上(坡度为26°-35°),约占竹林总面积的70.19%,且较喜分布于北、东南、西北方向上。