植被覆盖率

植被覆盖率
植被覆盖率

植被覆盖率估算模型

一:研究区域数据获取

本次实验主要是对植被覆盖率估算,因此实验区域的影像因尽量选择植被茂盛的季节。在数据源选取上,我在马里兰大学的网站下了Landsat 5 1T 级数据,包够了红,绿,蓝,近红外,热红外7个波段。下载的地区是覆盖了福建省中部地区2009年6月6日的影像。

下图(图1)为原始数据的假彩色合成

图一:原始数据假彩色合成

二:数据预处理

进行植被覆盖率估算,需要用到归一化植被指数(NDVI)。NDVI的物理依据是地物反射率的差异变化,所以用反射率来计算是比较客观准确的。

TM原始数据就是DN值,不能用来直接计算NDVI,必须通过辐射定标计算成反射率,才能用来计算NDVI。因此,要对对实验数据先进行辐射校正和大气校正。下载的L1T级数据,头文件()有详细影像参数,控制点文件()中有控制点高程信息用于大气校正的地形参数,可以利用这两个文件做辐射校正和大气校正。

(1)辐射定标

实验使用数据为L1T级数据,经过系统辐射校正的数据。由于1级产品的DN值是由辐射亮度线性变换得到的,因此从1级产品计算辐射亮度只需利用相关参数(Gain和Bias)进行线性反变换即可,计算过程比较简单。各参数可在影像头文件中找到,Calibration Type 注意

选择为Radiance。

图2:辐射定标参数设置

(2)大气校正

大气校正是采用ENVI的FLAASH模块,FLAASH模块要求输入辐亮度图像,输出反射率图像。之前对进行了辐射定标,得到辐亮度图像,在这里要把BSQ 格式的图像转换为BIL 或者BIP 格式的图像。FLAASH校正输入图像后,程序会让你选择Scale Factor,即原始辐亮度单位与ENVI 默认辐亮度单位之间的比例。ENVI 默认的辐亮度单位是μW/cm2 ?sr?nm,而之前我们做辐射定标时单位是W/m2 ?sr?μm,二者之间转换的比例是10,因此在下图中选择Single scale factor,填写10.000。其中参数中心坐标,影像获取时间,都可以在头文件中获取,大气参数可以查看ENVI help来确定,还有研究区域的平均高程,可以通过GCP文件大致估算。FLAASH的参数设置如下图(图3)。

图3:FLAASH参数设置

三:研究区域裁剪

本来想以福建省为研究区域,但是这景影像覆盖了福建省中部百分之90左右的距离,但并没有覆盖完整,所以无法用矢量边界裁剪,我就规则裁剪了一块区域做研究

图5:裁剪区域

四:分类

这里我选择了用最大似然法进行监督分类

(1)训练区选择

由于分辨率不太高,并且结合植被覆盖度估算中用到的三种模型,我将图像分为了5类,水体和裸地的fg=0,林地和城区用等密度模型估算,草地用非等密度模型估算。

图6:ROI选择

(2)采用最大似然分类

图7:最大似然分类参数设置

图8:最大似然分类结果

五:土壤线方程参数确定

土壤线:指土壤的光谱值在近红外波段和红波段的反射率或亮度值

所构成的二维平面上的线性关系,是对大量土壤光谱信息的综合描述。

土壤线方程为:NIR=aR+b

其中:NIR —近红外波段的反射率或DN值;R—红色波段的反射率或DN值;a和b—分别为土壤线的斜率和截距。TM影像的band 3是红色波段,band 4是近红外波段。

在ENVI中绘制散点图,然后选择散点图的土壤线部分,导出对应图像AOI区的ASCLL码文件,在EXCEL中进行曲线拟合。

拟合结果如下图(图9)所示

图9:土壤线方程拟合

得到参数a=1.366 b=389.45

由于我进行大气校正后,结果并没有/10000,所以土壤线截距为300+,但后面的计算同一用没有/10000的影像来做,并不会对最后的fg产生影响。

六: NDVI的确定

使用大气校正后得到的反射率数据,直接用ENVI的Band math计算NDVI。负值表示地面覆盖为云、水、雪等,对可见光高反射;0表示有岩石或裸土等,NIR和R近似相等;正值表示有植被覆盖,且随覆盖度增大而增大。由于影像的背景值和无效值影响,导致计算的NDVI值范围超出了[-1,1]之间。因此,Band math下输入公式-1> b1 < 1(b1:NDVI波段),最小值和最大值运算符的同时运用使NDVI中的值被限制在[-1,1]之间。

NDVI的最后结果如下图所示(图10)

图10:NDVI图

图11:NDVI统计结果

七:植被的亚像元模型

(1)等密度模型:

假设像元中植被类型较为单一且植被垂直密度足够高,即: LAI→∞, 对应的NDVIg→NDVI∞,因此,在等密度模型假设下,植被覆盖率fg:(a)林地:

第一步:求NDVI最大值和最小值,用类别图像建立

掩膜文件,然后应用于NDVI图像,提取出林地部分,统计像元值。

第二步:求fg,利用提取得到的林地的ndvi影像做波段运算,输入公式:

(float(b1)-0.003625)/(0.977543-0.003625)。其中b1

是第一步求得的林地的NDVI波段。波段运算后得到如下结

果。

图12:林地的fg

(b)城镇用地:

第一步:求NDVI最大值和最小值,用类别图像建立

掩膜文件,然后应用于NDVI图像,提取出城区部分,统计像元值。

第二步:求fg,利用提取得到的林地的ndvi影像做波段运算,输入公式:

(float(b1)+ 0.001608)/( 0.654542+0.001608)。其中b1

是第一步求得的城区的NDVI波段。波段运算后得到如下结

果。

图13:城市的fg

(2)非等密度模型

非密度模型与等密度模型相似,该模型也假设像元中植被类型较为单一;但此时的植被垂直密度较小,即LAI<<∞。因而植被覆盖

部分的NDVI值(NDVIg) 需由Bear定律确定,k=1。

草地&农田:

第一步:求NDVI最大值和最小值用类别图像建立

掩膜文件,然后应用于NDVI图像,提取出草地&农田部分,统计

像元值。

第二步:估算LAI,插值法求得LAI与红波段和近红外波段的关系。令LAI=0、0.5、1,带入下式计算,能算出形如DN2=aDN1+b+c

的式子。参数值见表1.

表1:参数表

LAI=0, DN2=aDN1+b

LAI=0.5, DN2=aDN1+b+432.6

LAI=1, DN2= aDN1+b+1097.5

用二次多项式拟合LAI和c的关系:

LAI=-0.3*c^2+10*c

其中c=DN2-aDN1-b

用以上得出的LAI与DN1、DN2的关系求LAI后除以10000并做归一化,得到以下结果

图14:草地&农田LAI

第三步:根据Bear定理,用波段计算计算NDVIg

图15:NDVIg灰度图像

第四步:计算fg

fg

图16:草地&林地的

将以上求出来的林地fg,城区fg,草地和农田fg三个波段用波段运算做波段叠加,结果如下图

图:福建植被覆盖率灰度图

不同阶段fg值赋不同的颜色,具体赋颜色情况如下图。

图:不同fg赋色

最终成图:

中国植被分布规律

中国植被分布规律 (一)中国植被的水平分布规律1、纬向变化规律我国东南半部是季风区,发育着各种类型的中生性森林,由于自北而南的热量递增,明显地依次更替着下列森林带:寒温带针叶林带,温带针阔叶混交林带,暖温带落叶阔叶林带,亚热带常绿阔叶林带,热带季雨林、雨林带和赤道雨林带。 2。经向变化规律由于我国东临太平洋,因而夏季东南季风的强弱决定着降水的多少。自东南往西北,距海愈远,东南季风力量愈弱,降水愈少,所以植被按东南一西北近乎经度方向按下列规律更替:(1)温带针阔叶混交林或暖温带落叶阔叶林地区,(2)温带草原地区,在这地区内由东向西随着干燥度的递增,依次出现森林草甸草原带,典型草原带,荒漠草原带;(3)温带与暖温带荒漠地区,从东到西按水分状况可分为东阿拉善一西鄂尔多斯草原化荒漠,中亚东部荒漠和中亚西部荒漠。3。我国植被水平分布的几个特点(1)由于青藏高原的存在,迫使高原面上的西风环流向南北两侧分流,其北支急流加强了蒙古一西伯利亚高压,使其具有荒漠气候,故在北纬35”一50。之间形成了广阔的温带荒漠,成为世界上纬度最北的荒漠。蒙古一西伯利亚高压反气旋使草原向东南方向扩展,直达欧亚草原区的最南界,而且华北暖温带落叶阔叶林也偏向干旱性。(2)由于冬半年寒潮向南侵入低纬地区,因此亚热带常绿阔叶林和季雨林出现一定数量的落叶成分,同时热

带植被也向南退到北回归线以南的南海沿岸一线。(3)滇南和藏南的东喜马拉雅山地的热带山地植被向北挺进可达北纬29”,其原因是青藏高原隆起后,夏季强大湿热的西南季风受东喜马拉雅山和横断山脉阻挡,产生大量降雨,为热带雨林发育创造条件。同时由于青藏高原的屏障作用,使寒潮不能到达藏南也是重要原因之一。(4)我国亚热带地区面积广阔,南北延伸纬度达12。。夏季在强盛的太平洋东南季风影响下,炎热多雨,发育着广阔的亚热带常绿阔叶林,而在欧亚大陆的其它同纬度地区则为亚热带荒漠和稀树草原,或夏千冬湿的地中海硬叶常绿林和灌丛。(二)中国山地植被垂直分布的规律性1、我国湿润区的山地植被带谱结构和特征(1)山地植被垂直带谱的系列特点决定于山地所处的纬度,带谱的结构从北向南趋于复杂,层次增多。(2)山地植被垂直带谱的各个垂直带的海拔高度位置随纬度带由北向南而相应升高。(3)每一个纬度地带的山地植被垂直带谱中,都具有本地带特有的山地植被类型,反映了水平气候地带的特征。(4)在旱季显著的山地,同一垂直带谱内阴坡与阳坡的森林植被类型有较大差别;而在较湿润和旱季不明显的山地,阴阳坡的森林类型差别不大。2、我国干旱区山地植被垂直带谱结构和待征(1)从东到西,随着干旱程度的加强,山地植被的基带由:草甸草原荒漠草原—温带荒漠。(2)从东到西,山地森林带的位置由基带上升到中山带,这是与山地湿润带在干旱地区的上移相关的植被地理分布现象。(3)草原带位置也由东向西升高,在草原地区,它们是基带;到了荒漠地区的!妇

ENVI下植被覆盖度的遥感估算

ENVI下植被覆盖度的遥感估算 植被覆盖度是指植被(包括叶、茎、枝)在地面的垂直投影面积占统计区总面积的百分比。容易与植被覆盖度混淆的概念是植被盖度,植被盖度是指植被冠层或叶面在地面的垂直投影面积占植被区总面积的比例。两个概念主要区别就是分母不一样。植被覆盖度常用于植被变化、生态环境研究、水土保持、气候等方面。 植被覆盖度的测量可分为地面测量和遥感估算两种方法。地面测量常用于田间尺度,遥感估算常用于区域尺度。目前已经发展了很多利用遥感测量植被覆盖度的方法,较为实用的方法是利用植被指数近似估算植被覆盖度,常用的植被指数为NDVI。 估算模型 目前已经发展了很多利用遥感测量植被覆盖度的方法,较为实用的方法是利用植被指数近似估算植被覆盖度,常用的植被指数为NDVI。下面是李苗苗等在 像元二分模型的基础上研究的模型: VFC = (NDVI - NDVIsoil)/ ( NDVIveg - NDVIsoil) (1) 其中, NDVIsoil 为完全是裸土或无植被覆盖区域的NDVI值,NDVIveg 则代表完全被植被所覆盖的像元的NDVI值,即纯植被像元的NDVI值。两个值的计算公式为: NDVIsoil=(VFCmax*NDVImin- VFCmin*NDVImax)/( VFCmax- VFCmin) (2) NDVIveg=((1-VFCmin)*NDVImax- (1-VFCmax)*NDVImin)/( VFCmax- VFCmin) (3) 利用这个模型计算植被覆盖度的关键是计算NDVIsoil和NDVIveg。这里有两种假设: 1)当区域内可以近似取VFCmax=100%,VFCmin=0%。 公式(1)可变为: VFC = (NDVI - NDVImin)/ ( NDVImax - NDVImin) (4) NDVImax 和NDVImin分别为区域内最大和最小的NDVI值。由于不可避免存在噪声,NDVImax 和NDVImin一般取一定置信度范围内的最大值与最小值,置信度的取值主要根据图像实际情况来定。 2)当区域内不能近似取VFCmax=100%,VFCmin=0%

基于GIS的ndvi植被覆盖度的估算

1.绪论 1.1 课题研究的目的与意义 植被,包括森林、灌丛、草地和农作物,既是生态系统的主要组成部分,也是生态系统存在的基础,具有截流降雨、减缓径流、防沙治沙、保持水土等功能,联结着土壤、大气和水分等自然过程,在陆地表面的能量交换、生物地球化学循环和水文循环等过程中扮演着重要角色,是全球变化研究中的“指示器”[1]。植被根据生态系统中水、气等的状况,调控其内部与外部的物质、能量交换。植被覆盖与气候因子关系极为密切,研究植被覆盖变化 对气候的影响是气候变化研究的主要内容之一,它影响着土壤湿度、地表温度和地表能量与水的循环(李苗苗,2004)。

植被覆盖度(vegetation fractional cover,简称FC)是指植被(包括叶、茎、枝)在地面的垂直投影面积占统计区总面积的百分比[2]。它是植被对地面的垂直投影比例, 对于山坡进行植被覆盖度测量时,应该采用垂直于坡面的角度。植被覆盖度具有强烈的尺度效应,同一片植被,因被纳入统计的范围不同而表现为不同的植被覆盖度。如一个地区的植被覆盖度很高,但平均到全国水平就大大降低了[3]。植被覆盖度在提示地表植被分布规律, 探讨植被分布影响因子, 分析评价区域生态环境, 及时准确地掌握其动态变化, 分析其发展趋势对维护区域生态平衡等方面都具有重要意义。[4]而城市植被则是城市生态系统重要的还原组织和最重要的元素,对于保护城市生态环境具有不可忽视的作用[5] ,如有效缓解城市

“热岛效应”,改善城市区域小气候[5~7] 等。 城市化的迅速推进,带来了多样化的生态足迹,植被覆盖度,土壤污染率,地表侵蚀率,逐渐成为生态研究的热点,也成为环境保护的重点。借助于高速发展的RS与GIS技术来进行植被覆盖度的估算,将是当前环境监测的必要步骤。 徐州是由矿区发展起来的城市,由于长期开采矿产,导致了一系列严重的生态问题,如塌陷地广布,植被破坏率严重,土地侵蚀率增大,等。在此背景下,研究徐州市整体的土地覆盖情况,即是现实需要,也是未来生态城市规划的重要步骤。研究的最终结果也会给徐州市的城市规划提供信息支持与技术保障。 1.2 国内外植被覆盖度研究现状 由于植被覆盖度是许多学科的重要参数,为

中国植被的分布与气候关系

专业选修课论文 学校:云南师范大学学院:生命科学学院班级:08生科A 姓名:龚兴鹏 学号:084120010 科目:植物地理学 教师:崔明昆(副教授)

从气候的角度来论述我们国家植被的分布规律 作者:龚兴鹏 单位:云南师范大学生命科学学院08生科A班 学号:084120010 摘要:中国地域广阔、山体众多,是世界上植被类型最丰富的国家。在大尺度的宏观范围内,中国的植被的分布规律遵循纬向地带性、经向地带性和垂直地带性的规律,还受到地形,气候等因素的影响。本综述结合气候因素,论述我国植被的分布特点。 关键词:植被分布,气候。 正文: 我国植被分布具有明显的纬向地带性和经向地带性。由于我国位于世界上最广阔的欧亚大陆东南部的太平洋西岸,西北部深入大陆腹地。冬季盛行着大陆来的极地气团或北冰洋气团,常形成寒潮由北向南运行。夏季盛行着由海洋来的热带气团和赤道气团,主要是太平洋东南季风和印度洋西南季风带着湿气吹向大陆。又由于我国地形十分复杂,高山众多。东西走向的山脉对寒潮向南流动起着不同程度的阻挡作用,成为温度带的分界线。 东北至西南走向的山脉对太平洋东南季风深入内陆起着明显的屏障作用,与划分东南湿润气候区和西北干燥气候区的分界上有着密切的关系。西藏高原南部东西走向的山脉和南北走向的横断山脉,对印度洋西南季风的入境起着严重的阻碍作用。另外,来自北赤道的暖洋流在接近我国台湾东岸时,顺着琉球群岛转向日本本州东岸方向向东流去,因此这支暖洋流对我国大陆,特别是对北方气候未能发生直接增温加湿的作用,所以我国温带具有明显的大陆性气候。 在上述所有自然地理条件的综合影响下,我国从东南沿海到西北内陆受海洋季风和湿气流的影响程度逐渐减弱,依次有湿润、半湿润、半干旱、干旱和极端干旱的气候。相应的植被变化也由东南沿海到西北内陆依次出现了三大植被区域,即东部湿润森林区、中部半干旱草原区、西部内陆干旱荒漠区,这充分反映了中国植被的经向地带性分布。 1气候与中国植被的分布 1.1.气候制约着植被的地理分布 气候制约着植被的地理分布,植被是区域气候特征的反映和指示,两者之间存在密不可分的联系. 中国植被分区方案大都认为我国基本的植被区有8至9个,即针叶林、针阔叶混交林、落叶阔叶林、常绿落叶阔叶混交林、常绿阔叶林以及雨林季雨林、草原、荒漠以及高寒植被.秦岭淮河线是一条重要的水分气候带,而不是温度带,不是亚热带植被的北界. 我国亚热带植被的北界基本上沿长江北岸,从杭州湾经太湖、安徽宣城、铜陵经大别山南坡到武汉往西,与WI值130-140 ℃·月一致. 我国热带区域的面积极小,仅分布在海南岛的东南部和台湾南端及其以南地区[2] 1.2 受寒流的作用,我国亚热带常绿阔叶林中,尤其是北亚热带森林中,落叶的成分较多。而夏季又受太平洋东南季风和印度洋西南季风的影响,使我国东南部地区和西南部地区可以获得大量的降水。地形的复杂,峰峦逶迤的高山,使东西去向

植被覆盖度反演

题目:植被遥感监测具有很长的历史,植被遥感中植被覆盖反演是主要内容之一,线性分解模型是混合像元分解法的一种,根据混合像元分解及线性分解模型的原理,利用红碱淖2016年6月17日Landsat8 OLI数据,求取研究区植被覆盖度(写出详细计算过程和步骤)。 一、操作思路: 端元代表影像中的纯净像元,求取植被覆盖度即求取端元的丰度,因此采用混合像元分解及线性分解模型进行混合像元分解,得到端元以及相应的丰度影像,即为植被覆盖度影像。 二、操作步骤: 1.影像预处理 由于操作时间的限制和硬件设备的不允许,将影像选取一定的区域进行裁剪,感兴趣区域为roi1文件,得到裁剪后影像2016new文件,导入影像,进行影像的预处理,包括辐射定标和大气校正步骤,辐射定标采用Radiometric Calibration 工具,大气校正采用FLAASH工具,分别得到辐射定标结果2016_rad1和2016_ref 文件。 2.MNF变换 采用MNF变换工具,可将数据波段进行“降维”,提取出有用信息集中的波段,去除噪声信息集中的波段,利用Forward MNF Estimate Noise Statistic将数据进行MNF变换,得到MNF变换结果2016_MNF和噪声文件MNF_Noise和统计文件MNF_Statistic文件。 3.PPI变换 纯净像元指数法指像元被标记为纯净像元的次数,可以将混合像元进行分解,有效的提取出端元。 由于操作时间的限制和硬件设备的不允许,将MNF变换后影像与原影像选取一定的同样区域进行裁剪,感兴趣区域选择ROI2文件,得到裁剪结果为2016_MNF_sub和2016new_sub文件。 在MNF变换后发现有用信息集中在1、2、3波段,因此利用Pixel Purity Index 工具,将MNF变换后影像选择1、2、3波段进行端元提取,阈值设为3.00,操作的结果为2016_PPI文件。 4.N维可视化 利用N维可视化工具可以将端元更好的显示,有利于更加直观的确定端元,在N维可视化窗口中,选中1、2、3波段,在显示窗口中将较为集中的区域定为端元,进行类(class)的划定,一共确定三类,利用mean all工具将三类端元的波谱显示出来,并保存为波谱库2016_sli文件。 5.端元识别

中国植被分布规律

中国植被分布规律 植被地理分布主要决定于热量和降水量,水热结合导致植被沿纬度地带性分布。从沿海向内陆随着降水量变化而使植被沿经度地带性更替。海拔的离度变化形成了植被的垂直地带性。这三方面的结合决定了一个地区植被的基本特点。 (一)中国植被的水平分布规律 1.纬向变化规律我国东南半部是季风区,发育着各种类型的中生性森林,由于自北而南的热量递增,明显地依次更替着下列森林带:寒温带针叶林带,温带针阔叶混交林带,暖温带落叶阔叶林带,亚热带常绿阔叶林带,热带季雨林、雨林带和赤道雨林带。 2。经向变化规律由于我国东临太平洋,因而夏季东南季风的强弱决定着降水的多少。自东南往西北,距海愈远,东南季风力量愈弱,降水愈少,所以植被按东南一西北近乎经度方向按下列规律更替: (1)温带针阔叶混交林或暖温带落叶阔叶林地区, (2)温带草原地区,在这地区内由东向西随着干燥度的递增,依次出现森林草甸草原带,典型草原带,荒漠草原带; (3)温带与暖温带荒漠地区,从东到西按水分状况可分为东阿拉善一西鄂尔多斯草原化荒漠,中亚东部荒漠和中亚西部荒漠。 3。我国植被水平分布的几个特点 (1)由于青藏高原的存在,迫使高原面上的西风环流向南北两侧分流,其北支急流加强了蒙古一西伯利亚高压,使其具有荒漠气候,故在北纬35”一50。之间形成了广阔的温带荒漠,

成为世界上纬度最北的荒漠。蒙古一西伯利亚高压反气旋使草原向东南方向扩展,直达欧亚草原区的最南界,而且华北暖温带落叶阔叶林也偏向干旱性。 (2)由于冬半年寒潮向南侵入低纬地区,因此亚热带常绿阔叶林和季雨林出现一定数量的落叶成分,同时热带植被也向南退到北回归线以南的南海沿岸一线。 (3)滇南和藏南的东喜马拉雅山地的热带山地植被向北挺进可达北纬29”,其原因是青藏高原隆起后,夏季强大湿热的西南季风受东喜马拉雅山和横断山脉阻挡,产生大量降雨,为热带雨林发育创造条件。同时由于青藏高原的屏障作用,使寒潮不能到达藏南也是重要原因之一。 (4)我国亚热带地区面积广阔,南北延伸纬度达12。。夏季在强盛的太平洋东南季风影响下,炎热多雨,发育着广阔的亚热带常绿阔叶林,而在欧亚大陆的其它同纬度地区则为亚热带荒漠和稀树草原,或夏千冬湿的地中海硬叶常绿林和灌丛。 (二)中国山地植被垂直分布的规律性 1.我国湿润区的山地植被带谱结构和特征 (1)山地植被垂直带谱的系列特点决定于山地所处的纬度,带谱的结构从北向南趋于复杂,层次增多。 (2)山地植被垂直带谱的各个垂直带的海拔高度位置随纬度带由北向南而相应升高。 (3)每一个纬度地带的山地植被垂直带谱中,都具有本地带特有的山地植被类型,反映了水平气候地带的特征。 (4)在旱季显著的山地,同一垂直带谱内阴坡与阳坡的森林植被类型有较大差别;而在较湿润和旱季不明显的山地,阴阳坡的森林类型差别不大。 2.我国干旱区山地植被垂直带谱结构和待征 (1)从东到西,随着干旱程度的加强,山地植被的基带由:草甸草原—典型草原—荒漠草原—温带荒漠。 (2)从东到西,山地森林带的位置由基带上升到中山带,这是与山地湿润带在干旱地区的上移相关的植被地理分布现象。 (3)草原带位置也由东向西升高,在草原地区,它们是基带;到了荒漠地区的!妇地则成为第二垂直寸告。 (4)在干旱地区,气候愈干旱,山地植被垂直带谱结构愈趋于简化。 (5)干旱地区山地植被垂直带谱的坡向性十分显著,而在湿润区由于湿度条件较一致,不同

ENVI下植被覆盖度的估算

ENVI下植被覆盖度的遥感估算 2013-05-30 | 阅:1 转:17 | 分享 修改 植被覆盖度是指植被(包括叶、茎、枝)在地面的垂直投影面积占统计区总面积的百分比。容易与植被覆盖度混淆的概念是植被盖度,植被盖度是指植被冠层或叶面在地面的垂直投影面积占植被区总面积的比例。两个概念主要区别就是分母不一样。植被覆盖度常用于植被变化、生态环境研究、水土保持、气候等方面。 植被覆盖度的测量可分为地面测量和遥感估算两种方法。地面测量常用于田间尺度,遥感估算常用于区域尺度。 估算模型 目前已经发展了很多利用遥感测量植被覆盖度的方法,较为实用的方法是利用植被指数近似估算植被覆盖度,常用的植被指数为NDVI。下面是李苗苗等在像元二分模型的基础上研究 的模型: VFC = (NDVI - NDVIsoil)/ ( NDVIveg - NDVIsoil) (1) 其中, NDVIsoil 为完全是裸土或无植被覆盖区域的NDVI值,NDVIveg 则代表完全被植被所覆盖的像元的NDVI值,即纯植被像元的NDVI值。两个值的计算公式为: NDVIsoil=(VFCmax*NDVImin- VFCmin*NDVImax)/( VFCmax- VFCmin) (2) NDVIveg=((1-VFCmin)*NDVImax- (1-VFCmax)*NDVImin)/( VFCmax- VFCmin) (3) 利用这个模型计算植被覆盖度的关键是计算NDVIsoil和NDVIveg。这里有两种假设: 1)当区域内可以近似取VFCmax=100%,VFCmin=0%。 公式(1)可变为: VFC = (NDVI - NDVImin)/ ( NDVImax - NDVImin) (4) NDVImax 和NDVImin分别为区域内最大和最小的NDVI值。由于不可避免存在噪声,NDVImax 和NDVImin一般取一定置信度范围内的最大值与最小值,置信度的取值主要根据图 像实际情况来定。 2)当区域内不能近似取VFCmax=100%,VFCmin=0% 当有实测数据的情况下,取实测数据中的植被覆盖度的最大值和最小值作为VFCmax和VFCmin,这两个实测数据对应图像的NDVI作为NDVImax 和NDVImin。 当没有实测数据的情况下,取一定置信度范围内的NDVImax 和NDVImin。VFCmax和

植被覆盖率

植被覆盖率估算模型 一:研究区域数据获取 本次实验主要是对植被覆盖率估算,因此实验区域的影像因尽量选择植被茂盛的季节。在数据源选取上,我在马里兰大学的网站下了Landsat 5 1T 级数据,包够了红,绿,蓝,近红外,热红外7个波段。下载的地区是覆盖了福建省中部地区2009年6月6日的影像。 下图(图1)为原始数据的假彩色合成 图一:原始数据假彩色合成 二:数据预处理 进行植被覆盖率估算,需要用到归一化植被指数(NDVI)。NDVI的物理依据是地物反射率的差异变化,所以用反射率来计算是比较客观准确的。 TM原始数据就是DN值,不能用来直接计算NDVI,必须通过辐射定标计算成反射率,才能用来计算NDVI。因此,要对对实验数据先进行辐射校正和大气校正。下载的L1T级数据,头文件()有详细影像参数,控制点文件()中有控制点高程信息用于大气校正的地形参数,可以利用这两个文件做辐射校正和大气校正。 (1)辐射定标 实验使用数据为L1T级数据,经过系统辐射校正的数据。由于1级产品的DN值是由辐射亮度线性变换得到的,因此从1级产品计算辐射亮度只需利用相关参数(Gain和Bias)进行线性反变换即可,计算过程比较简单。各参数可在影像头文件中找到,Calibration Type 注意

选择为Radiance。 图2:辐射定标参数设置 (2)大气校正 大气校正是采用ENVI的FLAASH模块,FLAASH模块要求输入辐亮度图像,输出反射率图像。之前对进行了辐射定标,得到辐亮度图像,在这里要把BSQ 格式的图像转换为BIL 或者BIP 格式的图像。FLAASH校正输入图像后,程序会让你选择Scale Factor,即原始辐亮度单位与ENVI 默认辐亮度单位之间的比例。ENVI 默认的辐亮度单位是μW/cm2 ?sr?nm,而之前我们做辐射定标时单位是W/m2 ?sr?μm,二者之间转换的比例是10,因此在下图中选择Single scale factor,填写10.000。其中参数中心坐标,影像获取时间,都可以在头文件中获取,大气参数可以查看ENVI help来确定,还有研究区域的平均高程,可以通过GCP文件大致估算。FLAASH的参数设置如下图(图3)。 图3:FLAASH参数设置 三:研究区域裁剪 本来想以福建省为研究区域,但是这景影像覆盖了福建省中部百分之90左右的距离,但并没有覆盖完整,所以无法用矢量边界裁剪,我就规则裁剪了一块区域做研究 图5:裁剪区域 四:分类 这里我选择了用最大似然法进行监督分类 (1)训练区选择

植被覆盖度分布图制作

作业1: 用TM/ETM图像制作一个地区植被覆盖度分布图(要求如图所示),描述该地区的 区域概况,并分析植被分布空间差异。所用公式如下: NDVI=(B4-B3)/(B4+B3) Vr=(NDVI-NDVIb)/(NDVIv-NDVIb) 式中:NDVI是归一化植被指数。B3和B4是TM第3和4波段的图像亮度值。 NDVIb和NDVIv是裸土和植被的NDVI值,可分别取0.15和0.75。Vr是植被覆盖度(0-1)。 要求:用WORD把制作过程和分析结果记录下来。>2000字 目的:学会图像处理软件,进行图像信息提取,用各种软件共同制作有实际意 义的图像 原理与方法: NDVI——归一化植被指数NDVI=(NIR-R)/(NIR+R),或两个波段反射率的计算。 1.NDVI的应用:检测植被生长状态、植被覆盖度和消除部分辐射误差等; 2.-1<=NDVI<=1,负值表示地面覆盖为云、水、雪等,对可见光高反射;0表示 有岩石或裸土等,NIR和R近似相等;正值,表示有植被覆盖,且随覆盖度增大 而增大 3.NDVI的局限性表现在,用非线性拉伸的方式增强了NIR和R的反射率的对比 度。对于同一幅图像,分别求RVI和NDVI时会发现,RVI值增加的速度高于NDVI 增加速度,即NDVI对高植被区具有较低的灵敏度; 4.NDVI能反映出植物冠层的背景影响,如土壤、潮湿地面、雪、枯 叶、粗糙度等,且与植被覆盖有关。 操作步骤如下: 一.从地理空间数据云网站下载山西省吕梁地区文水县的ETM影像,对应地区的数据如下: 表:Landsat8数据波段参数 波段波长范围(μm)空间分辨率(m) 名称 1-海岸波段0.433–0.453 30 LC81260342015159LGN00_B1 2-蓝波段0.450–0.515 30 LC81260342015159LGN00_B2 3-绿波段0.525–0.600 30 LC81260342015159LGN00_B3

中国植被的分布与气候地形的关系

从气候的角度论述我国植被分布规律 摘要:中国地域广阔、山体众多,是世界上植被类型最丰富的国家。在大尺度的宏观范围内,中国的植被的分布规律遵循纬向地带性、经向地带性和垂直地带性的规律,还受到地形,气候等因素的影响。本综述结合气候,地形等因素,论述我国植被的分布特点。 关键词:植被分布,气候,地形 我国位于欧亚大陆东南部季风气候区,幅员辽阔,地形结构特别复杂,具有从寒温带到热带,从湿润到极端干旱的不同气候带(区)。同时,我国西北位于世界最大的陆地——欧亚大陆的腹地,东南濒临世界最大的海洋——太平洋,西南有世界最高的高原——青藏高原。这样的地理配置使我国气候类型多样,气候与环境的显著特点呈现出高度的不稳定性,而由此导致的我国植被分布既有水平地带性分布,又有垂直地带性分布,还受到气候等因素的很大的影响[1]。 从广东湛江北上至黑龙江省最北端的漠河,从南到北,沿着纬度方向有规律地更替的是纬向地带性植被分布。因为随着纬度的增加,温度会降低,平均纬度每增加1度,温度会下降0.5℃~0.6℃。由于温度随纬度增加而逐渐下降就使南方热带和亚热带植物种类因无法适应低温而不能分布到纬度较高的区域,这样就在从南到北的方向,由于温度的不同,便形成了热带气候、亚热带气候、暖温带气候、温带气候和寒温带气候。在不同的气候带下就发育着不同的植被类型。 但是从上海到达新疆的乌鲁木齐,却穿越了东部的森林区、中西部的草原区和西部的荒漠区。也就是说,从东部至西部你经历了中国的湿润区、半湿润区和干旱区3个气候类型。 1 中国植被的地带性分布 1.1 中国植被经向地带性分布 我国东南部和东部濒临太平洋,而西北部则处于欧亚大陆的腹地,像新疆的首府乌鲁木齐,东到太平洋3500多千米,西离大西洋6900多千米,北距北冰洋3400多千米,南至印度洋约2500千米。再加上四周被高山包围;北有阿尔泰山、西有准噶尔界山、南有昆仑山、东有北山等,使上空大气环流中的水汽又很难到达新疆上空,因此形成了东西地区水分巨大的不同。导致水分从我国东南沿海向西北内陆深入的过程中,降水越来越少,夏季温度越来越高,大陆性气候越来越强,从而使植被发生了变化。这种以水分条件为主导因素,引起植被分布由沿海向内陆发生更替的分布格式称为植被的经向地带性。 1.2 中国植被水平地带性分布 植被分布的水平地带性在我国表现得十分明显。地带性植被是指能够最充分地反映一个地区气候特点的植被。我国位于世界上最广阔的欧亚大陆东南部的太平洋西岸,西北部深入大陆腹地。冬季盛行着大陆来的极地气团或北冰洋气团,常形成寒潮由北向南运行。侵入我国的寒流大致有三条主要路线;第一条是由西伯利亚西北部出发,向南由新疆或蒙古侵入河西走廊进入我国内地;贯穿中国大陆;第二条是由西伯利亚东部向南经过我国东北、内蒙古到达华北平原,遇到泰山阻挡后分为两支,其中一支由山东半岛北部入渤海,另一支在大陆南进时又受大别山和桐柏山的阻碍,再次分为二股气流危害我国南方地区;第三条是由西伯利

植被覆盖度计算

植被覆盖度计算 Document serial number【KK89K-LLS98YT-SS8CB-SSUT-SST108】

ENVI下植被覆盖度的遥感估算 (植被覆盖度是指植被(包括叶、茎、枝)在地面的垂直投影面积占统计区总面积的百分比。容易与植被覆盖度混淆的概念是植被盖度,植被盖度是指植被冠层或叶面在地面的垂直投影面积占植被区总面积的比例。两个概念主要区别就是分母不一样。植被覆盖度常用于植被变化、生态环境研究、水土保持、气候等方面。 植被覆盖度的测量可分为地面测量和遥感估算两种方法。地面测量常用于田间尺度,遥感估算常用于区域尺度。 估算模型 目前已经发展了很多利用遥感测量植被覆盖度的方法,较为实用的方法是利用植被指数近似估算植被覆盖度,常用的植被指数为NDVI。下面是李苗苗等在像元二分模型的基础上研究的模型: VFC=(NDVI-NDVIsoil)/(NDVIveg-NDVIsoil)(1) 其中,NDVIsoil为完全是裸土或无植被覆盖区域的NDVI值,NDVIveg则代表完全被植被所覆盖的像元的NDVI值,即纯植被像元的NDVI值。两个值的计算公式为: NDVIsoil=(VFCmax*NDVImin-VFCmin*NDVImax)/(VFCmax-VFCmin)(2) NDVIveg=((1-VFCmin)*NDVImax-(1-VFCmax)*NDVImin)/(VFCmax-VFCmin)(3) 利用这个模型计算植被覆盖度的关键是计算NDVIsoil和NDVIveg。这里有两种假设: 1)当区域内可以近似取VFCmax=100%,VFCmin=0%。 公式(1)可变为: VFC=(NDVI-NDVImin)/(NDVImax-NDVImin)(4) NDVImax和NDVImin分别为区域内最大和最小的NDVI值。由于不可避免存在噪声,NDVImax和NDVImin一般取一定置信度范围内的最大值与最小值,置信度的取值主要根据图像实际情况来定。 2)当区域内不能近似取VFCmax=100%,VFCmin=0%

自然植物群落的类型及中国植被的分布

第十章 自然植物群落的类型及中国植被的分布 第一节 自然植物群落的主要类型和分布 世界上不同的地带生长着不同类型的植物群落。它们的分布,决定于群落所在的生态环境和历史原因,但是气候常在其中起着主导的作用。因此,大多数类型的植物群落在分布上是有地带性的。以下将分别叙述世界植物群落的基本类型和他们的分布。 一、常雨林和红雨林 这两类群落都出现在潮湿的地带。 常雨林又称为潮湿热带雨林,分布在终年湿润多雨的热带(年雨量在2000毫米以上,分配均匀)。世界上面积最大的常雨林分布在南美亚马孙河流域和赤道非洲的西部,其他如中美的东部,印度西南沿海,中印半岛的西部,我国的台湾南部、海南岛,以及许多热带岛屿上,也都有出现。常雨林分布在雨量最充沛、热量最丰富,热、水与光的常年分配最均匀的地带;相应地,常雨林就成为陆地上最茂盛的植物群落。在常雨林里,植物种类很多,每公顷的地面上可以出现二、三百种以上的树种(也有种类较少的情况)。树木的分枝少, 树 冠小,树身高挺,有些树种在树干下部 产生许多板状跟、像护墙一样围绕着高 大的树身。由于乔木的高度不等,因此 常雨林的树冠常参差不齐。成层结构很 发达,乔木层多至4~5层,下面还有灌 木层和草本层。藤本植物纠缠交错,如 棕榈科的省藤属(Calamus )缠绕茎长可 达300米,附生真蕨类和附生的兰科植 物最为常见(图10-1)。这些附生植物 大量出现,种类也很多。除附生的藻类 和藓类外,还经常出现附生的蕨类和有 花植物,尤其是附生植物不但生在枝干 上,还生在叶上,似乎形成特殊的空中 花园。常雨林中所有植物都是常绿的, 终年生长,轮流开花。很多树木,例如 可可属(Theobroma )、木波罗属 (Artocarpus )、榕属(Ficus )以及柿属 (Diospyros )等的许多种,能在树干和 老茎上直接开花结实(图10-2)。常雨林中所有植物的芽都没有牙鳞。林内湿度很高,林下植物具有大而柔软的叶, 显示出湿性植物的特征;但上层乔木的 叶由于有时接触到晴朗炎热的天气,所以通常革质、坚硬、具光泽,带有旱生特征。

中国植被分布规律

植被地理分布主要决定于热量和降水量,水热结合导致植被沿纬度地带性分布。从沿海向内陆随着降水量变化而使植被沿经度地带性更替。海拔的离度变化形成了植被的垂直地带性。这三方面的结合决定了一个地区植被的基本特点。 (一)中国植被的水平分布规律 1.纬向变化规律我国东南半部是季风区,发育着各种类型的中生性森林,由于自北而南的热量递增,明显地依次更替着下列森林带:寒温带针叶林带,温带针阔叶混交林带,暖温带落叶阔叶林带,亚热带常绿阔叶林带,热带季雨林、雨林带和赤道雨林带。 2。经向变化规律由于我国东临太平洋,因而夏季东南季风的强弱决定着降水的多少。自东南往西北,距海愈远,东南季风力量愈弱,降水愈少,所以植被按东南一西北近乎经度方向按下列规律更替: (1)温带针阔叶混交林或暖温带落叶阔叶林地区, (2)温带草原地区,在这地区内由东向西随着干燥度的递增,依次出现森林草甸草原带,典型草原带,荒漠草原带; (3)温带与暖温带荒漠地区,从东到西按水分状况可分为东阿拉善一西鄂尔多斯草原化荒漠,中亚东部荒漠和中亚西部荒漠。 3。我国植被水平分布的几个特点 (1)由于青藏高原的存在,迫使高原面上的西风环流向南北两侧分流,其北支急流加强了蒙古一西伯利亚高压,使其具有荒漠气候,故在北纬35”一50。之间形成了广阔的温带荒漠,成为世界上纬度最北的荒漠。蒙古一西伯利亚高压反气旋使草原向东南方向扩展,直达欧亚草原区的最南界,而且华北暖温带落叶阔叶林也偏向干旱性。 (2)由于冬半年寒潮向南侵入低纬地区,因此亚热带常绿阔叶林和季雨林出现一定数量的落叶成分,同时热带植被也向南退到北回归线以南的南海沿岸一线。 (3)滇南和藏南的东喜马拉雅山地的热带山地植被向北挺进可达北纬29”,其原因是青藏高原隆起后,夏季强大湿热的西南季风受东喜马拉雅山和横断山脉阻挡,产生大量降雨,为热带雨林发育创造条件。同时由于青藏高原的屏障作用,使寒潮不能到达藏南也是重要原因之

全球植被覆盖水平的定量分析

全球植被覆盖水平的 定量分析 城市与环境科学学院 11级1班 王伟红 2011013108

全球植被覆盖水平的定量分析 王伟红 (城市与环境科学学院11级1班2011013108) 摘要:首先选取2003年全球19个国家的4个植被覆盖指标(森林面积、森林覆盖率、林木蓄积量和草地面积4个指标),应用SPSS统计软件对此进行了主成分分析;然后结合主成分分析结果,利用聚类分析方法得到了世界各国植被覆盖情况的区域谱系图;最后在此基础上,探讨了全球各国植被覆盖情况的区域相似性和差异性。研究结果表明:利用主成分分析和系统聚类方法分析全球各国植被覆盖情况,不仅可以克服传统的基于人工选用指标进行综合分析所存在的数据不易处理的缺陷,而且结果准确性高。 关键词:植被覆盖情况; 主成分分析; 系统聚类; 全球 1.引言 植被覆盖率通常是指森林面积占土地总面积之比,一般用百分数表示。但国家规定在计算森林覆盖率时,森林面积还包括灌木林面积、农田林网树占地面积以及四旁树木的覆盖面积。森林覆盖率,是反映森林资源和绿化水平的重要指标。影响植被覆盖情况的因素既包括区域自身的地理状况的原因,也包括经济发展状况和政治等各方面的原因[7-9]。 为了今后能更好地掌握全球植被资源和绿化水平,实现全国的植被高覆盖率,本研究选取了2003年全球19个国家的4个植被指标,应用SPSS统计软件对此进行了主成分分析;然后结合主成分分析结果,利用聚类分析方法得到了全球植被覆盖情况的谱系图;最后结合各地区自身的地理状况和社会经济发展水平,探讨了全球植被覆盖情况的区域相似性和差异性。 2.全球植被覆盖情况的“降维”分析[10] 2.1 指标选取[11] 植被覆盖包括森林覆盖、草地覆盖、灌丛覆盖、耕地覆盖等多种形式。由于陆地大部分地区处于温带地区,而灌丛在非洲地区是分布最多的,不具有广泛性和代表性;耕地覆盖是人为造成的,与人类活动十分密切。因此,本研究选取森林面积、森林覆盖率、林木蓄积量和草地面积4个指标作为分析全球各地域植被覆盖情况的评价指标,并对这些评价指标作主成分(降维)分析。 X1——森林面积(以公里为单位)。指由乔木树种构成,郁闭度0.3以上(含0.3)的林地或冠幅宽度10米以上的林带的面积,即有林地面积。森林面积包括天然起源和人工起源的针叶林面积、阔叶林面积、针阔混交林面积和竹林面积,不包括灌木林地面积和疏林地面积。森林面积是反映森林资源总面积的重要指标。 X2——森林覆盖率(%)。森林覆盖率通常是指森林面积占土地总面积之比,一般用百分数表示。但国家规定在计算森林覆盖率时,森林面积还包括灌木林面积、农田林网树占地面积以及四旁树木的覆盖面积。森林覆盖率,是反映森林资源和绿化水平的重要指标。 X3——林木蓄积量(以亿立方米为单位)。指森林面积上生长着的林木树干材积总量。它是反映森林资源总规模和水平的重要指标。 X4——草地面积(以平方公里为单位)。草地面积是指牧区和农区用于放牧牲畜或割草,植被盖度在5%以上的草原、草坡、草山等面积。包括天然的和人工种植或改良的草地面积。 2.2 指标间的相关性分析 利用SPSS软件对原始数据做标准化处理,然后计算得出各指标之间的相关系数矩阵,其结果见表1。 表1 相关系数矩阵 Table1 The correlated matrix of 4 Indices X1 X2 X3 X4 X1 1.000 0.224 0.7840.349 X2 0.224 1.000 0.312 -0.195 X3 0.784 0.312 1.000 0.356 X4 0.349 -0.195 0.356 1.000

气候对中国植被分布规律的影响

气候对xx植被分布规律的影响 [摘要]: 中国幅员辽阔,跨纬度较广,距海远近差距较大,加之地势高低不同,地形类型及山脉走向多样,因而气温降水的组合多种多样,形成了多种多样的气候。中国气候复杂多样,会对植被分布产生影响。一定地区内植物群落的总体称作植被,植物群落是构成植被的基本单位。地球上不同植被类型的分布基本上决定于气候条件,主要是热量和水分以及其它有关的自然要素。植被自北向南依次分布着针叶落叶林—温带针叶落叶阔叶林—暖温带落叶阔叶林一北亚热带含常绿成分的落叶阔叶林一中亚热带常绿阔叶林一南亚带常绿阔叶林—热带季雨林、雨林。 [关键词]: xx植被自然要素气候条件分布规律 一、xx气候的特征 从气候类型上看,东部属季风气候(又可分为热带季风气候、亚热带季风气候、温带季风气候),西北部属温带大陆性气候,青藏高原属高寒气候。中国的气候具有夏季高温多雨、冬季寒冷少雨、高温期与多雨期一致的季风气候特征,受冬、夏季风交替影响的地区广,是世界上季风最典型、季风气候最显著的地区。 和世界同纬度的其他地区相比,中国冬季气温偏低,而夏季气温又偏高,气温年较差大,降水集中于夏季,这些又是大陆性气候的特征。因此中国的季风气候,大陆性较强,也称作大陆性季风气候。 二.xx植被的主要类型 我国几乎包括世界上除了极地冻原以外所有主要植被类型,并有高原高寒植被。全国自然植被包括29植被型、52亚型和600多个主要群系。植被水平分布的纬向变化,首先在气候上自北向南依次出现寒温带、温带、暖温带、亚热带和热带气候,因此受气候影响,植被自北向南依次分布着针叶落叶林—温带针叶落叶阔叶林—暖温带落叶阔叶林一北亚热带含常绿成分的落叶阔叶林一中

我国主要的植被类型

1、我国主要的植被类型:草原、荒漠、热带雨林、常绿阔叶林、落叶阔叶林、针 叶林 2、我国每年3月12日为植树节 第一章人的由来 1 2进化论的建立者是19世纪的达尔文 3、演变大致过程:环境变化→下地生活→直立行走→前肢解放→制造工具→大 脑发达→产生语言 3 输精管---输送精子 4 输卵管---输送卵细胞,受精的场所。 胎儿与母体物质交换的场所是胎盘。 5青春期的身体变化 (1)身高突增是青春期的一个显著特征,神经系统以及心脏和肺等器官功能也明显增强。 (2)性器官迅速发育:男孩出现遗精,女孩会来月经。 6 第二章人体的营养 1 种为组成细胞的主要有机物,能提供能量。水是人体细胞的主要成分之一,约占体重的60%-70% 含糖类较多的食物奶、蛋、鱼、肉 含蛋白质较多的食物肥肉、大豆、花生 含脂肪较多的食物葡萄糖、蔗糖、淀粉 无机盐:钙——儿童缺钙易患佝偻病(鸡胸、X形或O形腿),牛奶 中老年人,易患骨质疏松症。 磷——厌食、贫血、肌无力、骨痛 铁——缺铁性贫血(乏力、头晕)动物肝脏、菠菜碘——地方性甲状腺肿、儿童的智力和体格发育出现障碍海带、紫菜、碘盐 锌——生长发育不良、味沉发生障碍 维生素A——皮肤干燥,夜盲症,干眼症鱼肝油、动物肝脏 维生素B ——神经炎,脚气病,消化不良,食欲不振 1

维生素C ——坏血病,抵抗力下降、牙龈出血 桔子 维生素D ——佝偻病、骨质疏松症 牛奶等 2 消化道:口腔、咽、食道、胃、小肠、大肠、肛门。 收器官) 消化腺:唾液腺——唾液淀粉酶 肝脏——胆汁(化成脂肪微粒) 胃腺——胃蛋白酶 胰腺、肠腺——含有消化糖类、 蛋白质和脂肪的酶。 3、三大营养物质的消化过程: 4小肠是人体吸收营养物质的主要器官(胃、小肠) (胆汁)

基于GIS的植被覆盖度估算

基于GIS的植被覆盖度估算 1.绪论 1.1 课题研究的目的与意义 植被,包括森林、灌丛、草地和农作物,既是生态系统的主要组成部分,也是生态系统存在的基础,具有截流降雨、减缓径流、防沙治沙、保持水土等功能,联结着土壤、大气和水分等自然过程,在陆地表面的能量交换、生物地球化学循环和水文循环等过程中扮演着重要角色,是全球变化研究中的“指示器”[1]。植被根据生态系统中水、气等的状况,调控其内部与外部的物质、能量交换。植被覆盖与气候因子关系极为密切,研究植被覆盖变化 对气候的影响是气候变化研究的主要内容之一,它影响着土壤湿度、地表温度和地表能量与水的循环(李苗苗,2004)。 植被覆盖度(vegetation fractional cover,简称FC)是指植被(包括叶、茎、枝)在 地面的垂直投影面积占统计区总面积的百分比[2]。它是植被对地面的垂直投影比例,对于山坡进行植被覆盖度测量时,应该采用垂直于坡面的角度。植被覆盖度具有强烈的尺度效应,同一片植被,因被纳入统计的范围不同而表现为不同的植被覆盖度。如一个地区的植被覆盖度很高,但平均到全国水平就大大降低了[3]。植被覆盖度在提示地表植被分布规律, 探讨植被分布影响因子, 分析评价区域生态环境, 及时准确地掌握其动态变化, 分析其发展趋势对维护区域生态平衡等方面都具有重要意义。[4]而城市植被则是城市生态系统重要的还原组织和最重要的元素,对于保护城市生态环境具有不可忽视的作用[5] ,如有效缓解城市“热岛效应”,改善城市区域小气候[5,7] 等。

城市化的迅速推进,带来了多样化的生态足迹,植被覆盖度,土壤污染率,地表侵蚀率,逐渐成为生态研究的热点,也成为环境保护的重点。借助于高速发展的RS与GIS技术来进行植被覆盖度的估算,将是当前环境监测的必要步骤。 徐州是由矿区发展起来的城市,由于长期开采矿产,导致了一系列严重的生态问题,如塌陷地广布,植被破坏率严重,土地侵蚀率增大,等。在此背景下,研究徐州市整体的土地覆盖情况,即是现实需要,也是未来生态城市规划的重要步骤。研究的最终结果也会给徐州市的城市规划提供信息支持与技术保障。 1.2 国内外植被覆盖度研究现状 由于植被覆盖度是许多学科的重要参数,为了得到准确的植被覆盖度信息,植被覆盖度监测技术的提高,就成了多个领域发展的需要。根据检测手段,测量植被覆盖度的方法可分为传统的地面测量和新兴的遥感测量两大类。其中,地面测量又可以根据测量原理,分为目估法、采样法、仪器法和模型法;遥感测量依据对植被光谱信息与植被覆盖度所建立的关系不同,可分为物理模型法和统计模型法。统计模型法中使用较多的有植被指数法、回归模型法、像元分解法、分类决策树和人工神经网络法;物理模型法中模型反演法使用最多。 地面测量曾经一度是植被覆盖度监测的最主要方法。主要包括目估法、采样法、仪器法和模型法。虽然遥感技术的发展使地面测量的主导性地位有所降低,但地面测量依然具有其重要性,它不仅是最精确的测量方法,也为遥感测量提供了基础标定数据,是无可替代的。 遥感技术的发展,为大范围植被覆盖信息的获取提供了一个新的发展方向。常用于植被覆盖信息提取的遥感数据有NOA内叭vHRR数据、MODIs数据、LandsatTM与 MSS数据、SPOT数据、ATSER数据、航片、IEOS一SAR雷达数据以及AVIRIS高光谱数据等。

中国植被

(一)《中国植被》分类系统 吴征镒教授主编的《中国植被》一书(科学出版社,1980年),采用的分类单位有三级,即植被型(高级单位)、群系(中级单位)和群丛(基本单位)。每一级分类单位之上各设一个辅助单位,即植被型组,群系组与群丛组。此外,在某些主要分类单位之下设亚级,如植被亚型,亚群系等。各级分类单位的具体划分标准如下。 植被型组:凡是建群种生活型相近并且群落的形态外貌相似的群落联合为植被组,如针叶林、阔叶林、荒漠、沼泽等,全国共划分出10个植被型组。 植被型:在植被型组内,把建群种生活型相同或近似,同时对水热条件生态关系一致的植物群落联合为植被型,如寒温带针叶林、落叶阔叶林、常绿阔叶林等。全国共分出29个植被型,其中地带性植被型26个,它们各自反映了一定的生物气候带,例如常绿阔叶林是亚热带湿润区域的代表等,其余3个植被型为隐域性植被,即草甸、沼泽、水生植被。 植被亚型:在植被型内根据优势层片或指示层片的差异进一步划分亚型。如落叶阔叶林分三个亚型,一是典型落叶阔叶林,以温带落叶阔叶乔木层片占绝对优势,为温带湿润地区地带性植被的代表类型;二是山地杨桦林,以杨柳科与桦木科的小叶树种占优势,常见于温带山地,多具次生性质。三是河岸落叶阔叶林,以耐湿的或耐盐湿的乔木树种占优势,与特殊的地下水条件相联系。 群系组:在植被型或亚型范围内,根据建群种亲缘关系近似(同属或相近属)、生活型近似或生境相近划分群系组,如温性常绿针叶林可分出温性松林、侧柏林等群系组,典型草原可分出丛生禾草草原、根茎禾草草原、小半灌木草原等群系组。 群系:凡是建群种或共建种相同的植物群落联合为群系。如辽东栎林、大针茅草原、红砂荒漠、芨芨草草甸,等等。

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