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呼伦贝尔草原植被覆盖度多尺度估算方法研究

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草原是地球上重要的土地资源之一,具有重要的生态、经济与社会价值。而植被覆盖度是监测草原质量和功能的主要指标,在区域生态环境监测、生态服务功能评估以及生态系统保护等研究中具有重要作用。呼伦贝尔草原是我国北方生态安全屏障的重要组成部分,分布有大量优质的天然牧场,精准连续监测放牧场植被覆盖度变化是草原生态保护的重要内容,因此开展呼伦贝尔草原植被覆盖度多尺度提取方法的比较研究,具有重要的理论研究与现实意义。 本文以呼伦贝尔草原畜牧示范区肉牛放牧梯度试验区为例,利用照片野外实测与三种卫星遥感反演,采用统计分析、回归分析、最小二乘法等方法,对比分析不同尺度下植被覆盖度提取结果的差异,建立放牧场植被覆盖度的最优预测模型,揭示呼伦贝尔放牧实验样区植被覆盖度的空间格局,主要研究结论如下: 1)根据研究区样地分布特征,实际拍摄获取617个样方(1*1m)的数码照片;基于 EXG 和 HSV 两种提取方法,研究区植被覆盖度平均值分别为0.49和0.35;考虑到单一植被指数法估算覆盖度的不足,如果将 EXG 和 HSV 结合,提取的研究区植被覆盖度平均值达到0.72,更加接近放牧场植被实际。 2)在0.5%~99.5%置信度下,基于Landsat-9影像(30*30m)五个植被指数提取的植被覆盖度在0.59-0.67之间,而基于Sentinel影像(2*2m)和 GF-1 影像(16*16m)植被指数提取的植被覆盖度在0.63-0.73 和 0.56-0.89 之间;在 5%~95%置信度下,三种数据源提取的植被覆盖度在0.51-0.61、0.61-0.66和0.52-0.58之间,说明在 0.5%~99.5%置信度且分别基于 VARI、NDVI和 EXG指数提取的植被覆盖度与放牧场植被覆盖度平均值(0.72)最为接近。 3)在 0.5%~99.5%置信区间下,基于 Landsat-9卫星 VARI指数(RMSE=0.107)和基于GF-1影像ExG指数(RMSE=0.122)提取的植被覆盖度模拟效果较好,而基于Sentinel影像RDVI指数提取的植被覆盖度的拟合效果最高(RMSE=0.059),为此提出放牧场草原覆盖度经验方程为 FVC = 0.243 + 0.656 × RDVI 主要研究结论,可应用Sentinel影像RDVI指数变化实现呼伦贝尔草原植被覆盖度变化的遥感监测。

张梁

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呼伦贝尔草原 植被覆盖度 植被指数 生态环境

硕士

地理学

辛晓平、包玉海

2023

内蒙古师范大学

中文

S8