石板滩地区植被覆盖分析
2021-12-27白浪
白浪
摘要: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,常用于植被变化、生态环境研究、水土保持、气候等方面。本文基于石板滩地区得到该地区的植被覆盖,低覆盖林地占0.66%,中低覆盖林地占1.2%,中覆盖林地占4.2%,中高覆盖林地占13.12%,高覆盖林地占62.39%,低覆盖草地占0.2%,中低覆盖草地占0.14%,中覆盖草地占1.34%,中高覆盖草地占3.9%,高覆盖草地占12.85%。
关键词:石板滩;植被覆盖;
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,植被覆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。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。植被变化的研究基础最早起源于水土流失研究,早在 1877 年时,德国土壤学家 Ewald Wallny 就对土壤侵蚀进行了研究[1],后来的学者经过多年研究,Walter H. Wischmeier[2]等提出了目前国际上广泛使用的土壤侵蚀模型方程。万恩璞[3]等(1989)较早的使用 Landsat TM/MSS 数据对长白山植被进行解译,分类和提取并计算森林植被面积,结果证明了植被减少会对经济和生态带来严重影响,其主要原因是过度砍伐。李芝喜[4](1992)则利用 Landsat MSS/TM 数据结合 SPOT 数据等对西双版纳热带森林植被进行解译判读和分类,并用计算的 NDVI 来分析植被覆盖变化,认为该方法具有可行性。邹应双[5]等(1999)利用 TM 数据在辅以航片、矢量数据等结合遥感和 GIS 研究和分析了民勤湖区的环境变化情况及原因,得出土地与植被退化、水位和水质下降等是造成环境恶化的原因。
1.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 VFCmin根据经验估算。石板滩地区的植被覆盖图如图:
2.植被覆盖度分析
陆地表面分布着由许多植物组成的各种植物群落,如森林、草原、灌丛、荒漠、草甸、沼泽等,总称为该地区的植被。分为自然植被和人工(栽培)植被。自然植被是出现在一地区的植物长期历史发展的产物。组成植被的单元是植物群落,某一地区植被可以由单一群落或几个群落组成,如长白山植被主要由森林群落组成,而华北植被则由森林、灌丛和草甸群落组成。植被是基因库,保存着多种多样的植物、动物和微生物,并为人类提供各种重要的、可更新的自然资源。石板滩幅的植被覆盖面积统计表如表1-1:
石板滩幅的植被覆盖分析如上表所示,高覆盖林地占主要,各植被覆盖度占总量比例如下:低覆盖林地占0.66%,中低覆盖林地占1.2%,中覆盖林地占4.2%,中高覆盖林地占13.12%,高覆盖林地占62.39%,低覆盖草地占0.2%,中低覆盖草地占0.14%,中覆盖草地占1.34%,中高覆盖草地占3.9%,高覆盖草地占12.85%。
参考文献
[1] KirKby M.J. et al (王礼先译). 土壤侵蚀[M]. 北京:水利水电出版社, 1987, 1-50.
[2] Walter H. Wischmeier. The USLE: Some reflections [J]. Journal of Soil and Water Conservation, 1984, 39(2): 105-107.
[3] 萬恩璞, 吕宪国, 王野乔, 等. 应用遥感信息对长白山植被覆盖的研究[J]. 地理科学, 1989, 9(4): 354-362.
[4] 李芝喜. 热带森林植被的动态变化遥感监测[J]. 环境遥感, 1992, 7(2): 99-105.
[5] 邹应双, 王义祥. 基于RS和GIS的民勤湖区环境恶化动态分析[J]. 兰州大学学报(自然科学版), 1999, 35(4): 109-116.