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[期刊] 农业现代化研究  [作者] 贺仓国  佘冬立  张翔  杨震  
小流域植被状况的快速、高精度和低成本监测是评价退耕还林还草与生态环境建设功效的基础工作。为丰富植被指数多样性,本文旨在提出一种适宜黄土高原小流域植被状况监测的可见光植被指数。基于无人机遥感技术获取小流域可见光影像,论文构建了简化可见光植被指数(Simplified visible light vegetation index,SVVI),结合样本统计法确定阈值,以支持向量机(Support vector machine,SVM)的监督分类结果对比了8种常用可见光植被指数提取效果,并以黄土高原2个典型流域为例,以混淆矩阵检验指数精度及其适用性。结果表明:1)SVVI能有效抑制非植被地物信息,在提取地物种类丰富且植被覆盖度相对较低的区域时,SVVI提取精度高达96%。2)在地物相对单一且植被覆盖度较高的验证区,SVVI提取精度依然在90%以上,表明SVVI有较好的适用性。相比较于监督分类结果,基于SVVI进行植被覆盖度计算可以有效保留植被信息,实现黄土高原小流域植被状况高精度监测。
[期刊] 实验技术与管理  [作者] 陈向东  邓江洪  
为了对夏季玉米四叶期、拔节期、抽穗期和花粒期的植被覆盖信息进行快速、精确提取,提出基于可见光植被指数阈值法与直方图相结合的提取植被覆盖度新方法。对试验田中玉米的上述4阶段进行图像提取,选择了VDVI、EXG和NGBDI等3个指数对植被覆盖度进行描述,并对其精度结果进行验证。结果显示:基于无人机可见光影像的植被阈值法能够准确提取夏季玉米4个阶段生长期的植被覆盖度信息,并且采用EXG指数描述植被覆盖度效果最好。
[期刊] 北京林业大学学报  [作者] 李鹏飞  郭小平  顾清敏  张昕  冯昶栋  郭光  
【目的】利用可见光植被指数快速准确获取矿山排土场坡面植被盖度,为乌海矿区排土场坡面植被调查提供有效方法。【方法】选取乌海市典型矿山排土场,通过样方调查法、无人机遥感及可见光植被指数计算筛选适于研究区排土场坡面植被提取的可见光植被指数,并估算其植被盖度,试为排土场坡面植被盖度提取提供新方法。【结果】结果表明:(1)不同可见光植被指数提取植被效果存在一定差异,其中绿红比值指数(RGRI)和绿蓝比值指数(BGRI)的灰度图中越暗的部分代表植被指数越大,而其他常见可见光植被指数是越亮的部分代表植被指数越大。(2)研究区中不同可见光植被指数灰度图像特征值基本分布在[-1,1]范围内,由蓝、绿波段构建的归一化绿蓝差异指数(NGBDI)和绿蓝比值指数(BGRI)的灰度图中植被与裸地像元值范围有较大重叠,即存在部分混淆。(3)常见可见光植被指数中,可见光波段差异植被指数(VDVI)可以快速准确提取研究区排土场坡面植被,通过人工目视解译及误差矩阵得到VDVI植被指数提取结果平均识别精度在93.4%,表明VDVI植被指数更加适用于乌海市矿山排土场坡面植被提取,优于其他常见可见光植被指数,利用该方法估算可得研究区坡面植被盖度约20.4%。【结论】可见光植被指数作为一种非监督分类方法,无需人工选择参考地物即可提取植被,可以作为矿山排土场坡面植被盖度调查的一种新方法,具有广阔的应用前景,同时研究表明VDVI植被指数在提取乌海市矿山排土场坡面植被盖度时具有较高提取精度,对指导当地矿山排土场植被恢复具有实际意义。
[期刊] 自然资源学报  [作者] 王红闪  黄明斌  张橹  
在黄土高原,植被重建是减少水土流失改善区域生态环境的有效措施,因而植被重建对水分循环的影响成为黄土高原地区生态环境问题研究的核心。论文利用流域对比分析法,以位于甘肃省西峰市南小河沟流域的一条森林小流域和一条荒坡草地小流域为对象,通过对1956~2000年水文要素的监测和分析,得出:44年内森林植被累积减少地表径流37%;前15-20年内植被减流作用随树龄的增长而增加,后24~30年植被的减流作用几乎保持不变;月径流量的减少主要集中在6-9月份;森林小流域相对于对比小流域,44年内土壤含水量累积减少约222mm,平均每年减少5mm;而蒸散量相对荒坡草地流域累积增加了620mm,平均每年多蒸散14...
[期刊] 中国农业资源与区划  [作者] 刘斌  史云  吴文斌  段玉林  赵立成  
[目的]无人机遥感具有高空间、高时间分辨率的优点,并可同时获得光谱和空间信息,因此在农作物分类中备受研究者的青睐。与侧重于从高分辨率RGB图像中提取纹理特征的分类方法不同,文章重点研究如何利用作物在光谱和空间维度上的联合特征尤其是作物高程特征,以实现农作物精细分类。[方法]首先,我们进行研究区域选择和地面实际情况调查,用无人机遥感系统进行可见光影像采集;其次,确定研究区域内农作物分类类别,分别对可见光遥感影像进行可见光植被指数计算及纹理滤波;针对数字表面模型(DSM)数据特点,对两期DSM数据进行差值处理,获得差异数字表面模型数据(DDSM),提取作物高度信息,并根据农作物冠层特性对差异数字表面模型进行滤波处理;最后,进行特征优选及组合,使用SVM方法进行农作物分类。[结果]确定最优分类特征为RGB、红波段对比度、绿波段二阶矩、蓝波段方差、DDSM、DDSM方差、DDSM对比度,分类精度由71.86%提高到92.30%,验证了由DSM影像提取的空间特征可以提高农作物分类精度。[结论]该研究探索了一种基于可见光及空间联合特征的农作物精细分类方法,方法简单可行,设备成本低,在基于无人机低空遥感的样方调查领域中有较大的应用前景。
[期刊] 浙江农林大学学报  [作者] 王雨阳  王懿祥  李明哲  梁丹  
【目的】由于毛竹Phyllostachys edulis的生长特点和经营特点,使得毛竹林郁闭度在毛竹林经营中尤为重要,只有保持适宜毛竹生长的郁闭度,才能提高毛竹生产力。研究无人机可见光影像的毛竹林郁闭度估测方法,可实现实时快速获取毛竹林的郁闭度。【方法】以普通旋翼无人机可见光毛竹林影像为研究对象,基于像元的阈值分类、像元的监督分类、多尺度分割的阈值分类、多尺度分割的监督分类等4种方法,选取不同钩梢和郁闭度的样地36个,利用现有软件和MATLAB编程,对各样地的毛竹林竹冠区域进行快速提取,进而估算林分郁闭度,对比目视解译的郁闭度真值计算各方法的估算精度,利用单因素方差分析比较4种方法在不同钩梢和不同郁闭度下估算郁闭度的表现。【结果】基于像元的阈值分类、基于像元的监督分类、基于多尺度分割的阈值分类、基于多尺度分割的监督分类等4种方法的郁闭度估算总体精度依次为91.81%、92.96%、93.47%、98.86%,郁闭度估测值绝对误差依次为0.038、0.030、0.024、0.004。钩梢和郁闭度等对提取结果没有显著影响。【结论】基于多尺度分割的监督分类方法总体精度最高,估算绝对误差最小,能够满足快速、准确提取并估测毛竹林林分郁闭度的要求,且适用于不同经营类型的毛竹林。图2表6参28
[期刊] 北京林业大学学报  [作者] 安彦川  张岩  朱清科  张青  郑钰  秦伟  卜楠  薛智德  王蕊  
研究黄土高原侵蚀沟分布规律对于土壤侵蚀评估和植被恢复模式设计具有重要意义。该文以陕北黄土高原吴起县铁边城镇四面窑沟流域为研究区,使用1∶10000数字高程模型(DEM),利用谐波分析和周期图分析方法,研究了黄土高原侵蚀沟的分布规律。结果表明,利用谐波分析和周期图分析均可得到侵蚀沟的分布周期。相比较而言,周期图分析可以更加直观地得到满足显著性检验的分布周期,但谐波分析还可以根据周期检验结果,得到对应的谐波模型。通过计算四面窑沟流域东面支沟沟谷分布周期,共得到23个满足检验要求的周期,在500~1000 m之间显著周期最多,占总周期数的35%;在300~500 m显著周期数量次多,占26%。当谐波...
[期刊] 北京林业大学学报  [作者] 王力  张青峰  卫三平  王全九  
该文以陕北神木县六道沟小流域为研究区,应用参与性农户评估方法(PRA)调查煤田开发对流域居民收入和流域可持续发展的影响,分析流域内主要植被的生长和土壤水分状况,探讨陕北特大型煤田开发基地的生态恢复模式,为煤田可持续开发提供科学依据。调查表明,煤田开发明显改变了流域内农民的收入结构和数量,工农收入比由1.4∶1(1993年)变为26.5∶1(2007年),人均收入由830.0元增加为9 340.0元,增加了约10倍;收入的增加提高了流域农民对退耕还林(草)政策的认知度,高达95%的群众对退耕还林还草政策持肯定态度;流域内的土地利用方式有了明显变化,表现为种植业用地显著下降,由原来的31.3%下降...
[期刊] 自然资源学报  [作者] 武婕  李增兵  李玉环  赵庚星  李春光  
建立基于TM遥感影像植被指数的耕地地力反演模型,为区域耕地资源管理及可持续利用提供科学依据。选择耕地地力相似的山东郯城县和东平县,利用耕地地力实地调查分析和TM遥感数据,通过相关分析筛选对郯城耕地地力有较好反映的植被指数,通过回归分析建立耕地地力-植被指数模型,以郯城县数据建模,东平县数据进行反演和验证。结果显示,增强型植被指数(EVI)与耕地地力评价结果有最显著的正相关性,相关系数达到0.82。以EVI为自变量建立的二次方程式模型拟合效果最好,决定性系数达到0.69。采用决定性系数(R2)、均方根误差(RMSE)、精密度和准确度4个指标对模型的反演结果和原始评价结果之间的符合度进行统计检验,...
[期刊] 草业科学  [作者] 汪士为   吴伟  
在全球气候变化背景下,研究植被对气候因素的响应对于区域生态保护和水土资源的合理利用具有重要的实际意义。然而以往研究大多关注同时期气象因素和植被指标在区域尺度上的相互反馈,忽略了植被与气象因素之间的时间滞后效应。本研究利用MODND1T/NDVI(归一化植被指数)时间序列和温度、降水数据集,分析了黄土高原植被对不同气候因素的时间滞后效应,建立了多元线性回归模型和偏相关模型,确定了不同植被类型的主要气候驱动因素。研究结果表明:(1)黄土高原不同植被类型和不同区域的植被对气候变化的响应方式和时间滞后效应都不同;(2)考虑时间滞后效应后,气候因素能够解释黄土高原植被生长变化的58.2%,相对于不考虑时间滞后效应的模型,这一解释程度提高了10%;(3)对于黄土高原MODND1T/NDVI在2000年至2018年期间具有显著变化趋势的区域(p < 0.05),主要的驱动因素是温度。
[期刊] 中国农业科学  [作者] 李强  张翀  任志远  
【目的】黄土高原处于从湿润向干旱过渡、从森林向草原过渡、从农业向牧业过渡的地区,是中国气候变化与农业发展的敏感地带,针对此区域的地表植被覆盖物候特征研究,对于该地区农业生产、环境保护和生态建设具有重要的指示意义。通过分析不同时间序列、不同海拔高度与水热条件下植被物候趋势的差异,以期为黄土高原当前的农业生态环境建设与可持续发展提供有用的理论支撑与决策依据。【方法】基于1998—2012年SPOT VEGETATION旬值NDVI数据,并结合谐波分析法、线性趋势等方法对黄土高原各年植被物候特征值进行了确定,并分析了物候的变化趋势。【结果】(1)1998—2012年,生长季始期平均每年提前0.9D。...
[期刊] 福建农林大学学报(自然科学版)  [作者] 杨焕波  赵静  兰玉彬  鲁力群  贾鹏  李志铭  
为了快速获取夏季玉米四叶期、拔节期和抽穗期的植被覆盖度信息,以无人机拍摄的夏季玉米3个时期的可见光图像为研究对象,通过计算获取可见光波段的差异植被指数、过绿指数和归一化绿蓝差异指数.利用上述3种植被指数,通过时序交点阈值法和最大熵阈值法提取玉米3个生长时期的植被覆盖度信息,将监督分类结果作为真值对上述两种方法的提取效果进行评价.结果表明,与时序交点阈值法相比,利用最大熵阈值法确定的阈值提取玉米植被覆盖度精度较高,玉米3个生长时期的可见光波段差异(VDVI)植被指数的提取误差分别为4.66%、3.42%和5.81%.
[期刊] 沈阳农业大学学报  [作者] 张美玲  殷红  辛明月  陈龙  付炜  张丽敏  
采用2001年和2008年沈阳MODIS遥感影像,运用分裂窗算法反演沈阳地表温度,并以郊区平均地表温度为准,将沈阳市辖区的温度划分为4级,研究沈阳城市热岛效应的空间变化特征,并分析了城市热岛强度与NDVI之间的关系。结果表明:沈阳存在明显的热岛效应,总体呈现由市中心向外逐渐扩张的空间特征。与2001年相比,2008年城市热岛范围明显扩大,2级弱热岛效应区的面积明显增加,增加129km2,3级和4级热岛效应区的面积增加相对较少,但1级非热岛效应区却急剧减少,减少857km2。城市热岛效应和NDVI之间存在极显著的负相关关系,植被对减缓城市热岛强度有着积极的作用。
[期刊] 北京林业大学学报  [作者] 李慧敏  张建军  黄明  茹豪  徐佳佳  李民义  
以山西吉县蔡家川流域为研究对象,提取其流域特征及河道特征,统计分析各特征值随流域面积尺度大小而变化的规律。结果表明:随流域面积增大,河道干流长度、干支流总长度、河道弯曲系数、流域形状系数均增大,河道不对称系数、流域平均高程均减小,河网密度、河道比降、平均坡度均先减小后趋于稳定;研究地区虽对洪水具有微弱的自我调节能力,但河道比降应该控制在6.1%以下,河网密度应控制在0.58km/km2以下,故面积小于10km2的小流域应为研究区水土流失治理的核心区域;坡度在25°以上的土地面积约占整个流域面积的52%左右,易发生洪水,需大力加强水土保持。
[期刊] 长江流域资源与环境  [作者] 郭晶  关华德  章新平  
基于GIMMS 3g、PAL、LTDR V3、FASIR及MODIS 5种不同的遥感影像数据,及洞庭湖流域30个气象站点的气温、降水和日照时数月值数据,采用逐像元一元线性回归模型,对比分析了在不同数据集背景下的植被变化趋势,并基于时间序列长度以及数据精度的考虑,选择GIMMS 3g作为研究洞庭湖流域植被覆盖变化的基础数据集,进而利用相关系数和多元线性回归分析模型探讨流域植被覆盖变化与降水、气温、日照时数的关系。结果表明:(1)过去29a间,流域GIMMS 3g NDVI在时空尺度上均以增加趋势为主,1998~2000年出现最大的降低,以植被覆盖较好的山区减少最快;(2)去除年际变化趋势和季节性...
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