榆林六縣森林覆蓋變化時(shí)間反演及生物量估算.pdf

1、基于時(shí)間序列的中分辨率衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的森林覆蓋變化定量探測(cè),能夠刻畫(huà)和記錄森林變化軌跡,相對(duì)于傳統(tǒng)的多期分類(lèi)制圖的變化探測(cè)方法,無(wú)疑是森林覆蓋及森林變化遙感探測(cè)的革命性進(jìn)展。本文開(kāi)展了榆林六縣森林覆蓋變化(植樹(shù)造林和森林砍伐)的中等空間分辨率(30米)、高時(shí)間分辨率(1-2年)、長(zhǎng)時(shí)間序列(1974-2012年)的定量化研究,并結(jié)合生物量分析榆林六縣的植樹(shù)造林狀況,評(píng)價(jià)和檢驗(yàn)了榆林地區(qū)三北防護(hù)林生態(tài)建設(shè)工程的巨大成效。
　　首先,對(duì)

2、研究區(qū)域2011年5、6、7、8月和2009年9月的Landsat系列衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)進(jìn)行定量化處理,獲取地表反射率數(shù)據(jù),計(jì)算水體指數(shù)和植被指數(shù),并利用地面調(diào)查資料和遙感先驗(yàn)知識(shí),采用決策樹(shù)分類(lèi)算法,對(duì)地表覆蓋進(jìn)行分類(lèi),總體分類(lèi)精度達(dá)95.77%,Kappa系數(shù)為0.93。
　　然后,收集了研究區(qū)域1974-2012年共29期數(shù)據(jù)質(zhì)量好、少云并處于森林生長(zhǎng)季節(jié)的Landsat系列衛(wèi)星影像數(shù)據(jù),進(jìn)行定量化處理后獲得了時(shí)間序列的地表反射率

3、數(shù)據(jù),計(jì)算森林概率指數(shù),結(jié)合地面調(diào)查數(shù)據(jù)得到區(qū)域遙感與非遙感先驗(yàn)知識(shí),設(shè)計(jì)了地表覆蓋、森林變化的分類(lèi)規(guī)則與定量化分類(lèi)算法,獲得了森林覆蓋變化及變化時(shí)間的定量分類(lèi)結(jié)果,并利用檢驗(yàn)樣本數(shù)據(jù)對(duì)森林覆蓋變化結(jié)果進(jìn)行真實(shí)性檢驗(yàn)。結(jié)果表明基于Landsat時(shí)間序列影像和森林覆蓋變化定量遙感模型,能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜異質(zhì)的半干旱地區(qū)森林覆蓋變化定量監(jiān)測(cè)(包括植樹(shù)造林、森林砍伐的空間位置和變化時(shí)間)。依據(jù)以上規(guī)則得到了六類(lèi)地物(水體、裸地、耕地、永久森林、植樹(shù)

4、造林及森林砍伐),總體分類(lèi)精度為89.1%,kappa系數(shù)為0.858,植樹(shù)造林和森林砍伐的生產(chǎn)者精度分別為78.4%和89.1%。同時(shí),對(duì)森林覆蓋變化時(shí)間的時(shí)序反演結(jié)果進(jìn)行了真實(shí)性檢驗(yàn),結(jié)果顯示,22.2%的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)的時(shí)間和實(shí)地調(diào)查的時(shí)間完全相同,86.5%數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)到的時(shí)間誤差在3年/期以?xún)?nèi)。區(qū)域森林覆蓋變化的統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明,榆林六縣的森林面積由1974年的378,862ha(占總面積的14.8%)增加到2010年的1,103,743h

5、a(43.0%);1974-2012年期間出現(xiàn)兩個(gè)植樹(shù)造林峰值,分別出現(xiàn)在1977年和2001年,這與當(dāng)?shù)卣憫?yīng)三北防護(hù)林工程建設(shè)相關(guān)政策的時(shí)間相一致。
　　最后,利用森林概率指數(shù)和已有的森林生物量調(diào)查數(shù)據(jù),建立了研究區(qū)森林地上生物量模型,估算了1986年、2002年和2011年榆林六縣的三期森林地上生物量。三期數(shù)據(jù)結(jié)果表明1986-2011年榆林六縣森林地上生物量增加顯著,2011年榆林六縣的森林地上生物量為5.3×1010k