遥感应用模型6-植被(3)-初级生产力
3S技术的应用
1 3S技术的应用
1、遥感技术在关于气候变化、臭氧耗损监测及土地覆被监测、预测等影响地球生命支撑,系统的全球环境变化研究中发挥着不可替代的作用。卫星遥感技术在气象上的应用是目前遥感技术应用最成功、效益最显著的领域之一。美国用于整个业务气象卫星系统的费用每年
6000万美元,而由于台风监测成功减少的损失就可达20亿美元。
海洋是水圈中最主要的水体,面积约为地球表面的70.8%。遥感在海洋调查中显示了
它独特的大范围、多时相、高分辨率的特点,在河口泥沙规律研究、海水监测、海温监测、
海况监测、海洋初级生产力及渔场监测、海洋污染监测等方面已发挥了重要作用,对空间
规模宏大和时间变化迅速的厄尔尼诺效应、黑潮、赤潮、墨西哥湾流等的监测已取得较好
的效果。
植被是地球环境中的重要组成部分,是反映地球环境的最好标志,也是遥感图像反映
的最直接信息。植物又是动物包括人类赖以生存的基础,由于人口增加、超载过牧、不合
理的开垦利用已造成水土流失,沙化和荒漠化土地不断扩大。因此对植被进行宏观监测不
仅具有现实意义,也具有深远的历史意义,它关系到我们留给子孙后代将是什么样的地球。
目前利用NOAA气象卫星AVHRR遥感数据通道1和通道2计算出的归一化差植被指数可以很
好地反映植被的生物量状况,植被生物量越高,植被指数值也越高。
地理信息处理软件已能进行多时相、多数据源的融合分析,可以对全球的环境演变进
行动态的监测,借助于高速计算机和专家系统的支持,通过多时相的遥感图像就能对过去
历史过程进行近似的再现与模拟,温故知新,对未来的环境演变进程进行仿真模拟预测。
环境演变的周期绵长,一旦环境失衡,很难复原,同时,造成的灾难也是致命的,因此监
测环境的演变、模拟环境演变带来的后果,预警环境灾难的发生,防祸于未然具有非常现
实的意义,3s技术在该领域的应用已体现了它的强大功能和实际价值。
2、RS+GPS在区域环境治理中的应用
云贵高原植被净初级生产力(NPP)时空格局动态变化
云贵高原植被净初级生产力(NPP)时空格局动态变化
许玉凤;张永雷;潘网生
【摘 要】云贵高原是长江上中游和珠江上游等河流的生态保护源区,是重要的生态屏障区.基于MOD17A3年均NPP数据,利用GIS空间分析技术和数理统计方法研究了云贵高原植被NPP的时空格局动态变化.结果表明,云贵高原植被年均NPP总体上呈现出其西南部最高、 东北部较少、 中部最少的分布特点,尤其是贵州部分区域年均植被NPP较低.不同土地利用类型地区植被NPP存在明显差异,由高到低依次为林地、 草地、 农作物与自然植被镶嵌体、 永久湿地、 农作物及灌丛等.近15年间植被NPP略有减少,云贵高原年均植被NPP为767g/m2·a;NPP绝大部分集中在716~833g/m2·a之间,所占比例约为70%~85%;植被NPP在西南部和南部地区明显减少,在北部和中部明显增加.云贵高原大部分地区年NPP呈现增长趋势,但呈退化趋势的区域NPP减小值较大.
【期刊名称】《环境与可持续发展》
【年(卷),期】2018(043)001
【总页数】4页(P96-99)
【关键词】云贵高原;植被;NPP;时空格局;动态变化
【作 者】许玉凤;张永雷;潘网生
【作者单位】黔南民族师范学院旅游与资源环境学院,贵州 都匀 558000;黔南民族师范学院旅游与资源环境学院,贵州 都匀 558000;黔南民族师范学院旅游与资源环境学院,贵州 都匀 558000 【正文语种】中 文
【中图分类】Q948
植被净初级生产力(Net Primary Productivity,简称NPP)是生态系统过程的关键调控因子[1-2],是研究全球变化的影响、生态系统的响应以及制定决策不可或缺的指标和核心内容[3]。掌握长时间序列NPP的时空变化规律,对评价陆地生态系统的环境质量、调节生态过程等具有重要的理论和实际意义[4-5]。
利用MODl7A3数据计算全球NPP已经得到验证,并在植被生长状况、生物量的估算、环境监测和全球变化等研究中广泛应用[6-10]。NPP空间变化与植被类型分布、土地利用类型密切相关[11-12],NPP的时间变化主要表现在生物量季节间和年际间的变化[5,13-15]。
植被遥感研究综述
植被遥感研究综述
摘要:随着计算机科学的发展,遥感技术可以有效完成复杂时空尺度海量信息的收集处理,其与森林资源研究的交叉、融合大大提高了复杂时空尺度上森林资源动态研究的表达能力。遥感已在森林资源综合监测、林火监测方面广泛应用。由于 RS 分辨率大幅度提高,波谱范围不断扩大,特别是星载和机载成像雷达的出现,使RS 具备多功能、多时相、全天候能力。其中 NOAA 卫星广泛用于监测全球森林宏观变化,MSS、TM、SPOT 用于区域中森林资源动态监测。遥感技术极大地推动了我国森林植被的研究。
关键词:遥感 信息处理 植被监测 植被指数
1引言
森林资源,是林业和生态环境建设的基础,总面积超过40亿 hm,约占陆地总面积的31%,对经济、社会和环境的可持续发展有不可替代的作用。遥感影像分类是森林资源调查和监测不可缺少的内容。从不同来源、不同形式的遥感信息提取出森林植被的专题信息,为划分森林类型、绘制林相图、清查森林资源、预测预报森林病虫害及森林火灾、合理规划、利用和保护森林资源提供基础和依据。20 世纪以来,由于森林面积萎缩和质量下降引发的生态环境事件不断出现,使得森林健康问题得到前所未有的关注,各国学者开展了大量而富有成效的研究工作。但是,传统的原地观测与受控实验等研究方法不仅需要耗费大量的人力物力资源,且速度缓慢,缺乏时间序列上的可比性,一些偏远地区更是难以到达;
因为缺乏恰当的尺度转换手段,整体研究结果常常难以令人信服,方法具有一定的局限性。遥感技术则为人们提供了广阔的视野、海量的信息及一个可以实现客观、连续、重复、动态对比分析和推断预警的工作平台,已成功应用于植被研究的诸多领域,显示出强大的生命力。
2基本原理
森林植被的物理属性与草原、荒漠、农田、水体、建筑用地等土地利用类型有很大的区别; 不同森林植被在不同生存环境和生长发育阶段,体内生化物质组成、含量、特性以及细胞结构、含水量也各不相同,这种物理属性的差异形成了目标物独特的光谱反射曲线,是用于判断和区别森林植被的重要手段。上述差异虽然导致森林植被光谱反射曲线各波段反射值略有不同,但光谱曲线的形状特
林业遥感监测解决方案(3篇)
第1篇
一、引言
随着我国林业事业的快速发展,林业资源的监测和管理变得越来越重要。林业遥感监测技术作为一种高效、快速、准确的监测手段,已成为我国林业资源管理的重要工具。本文将介绍林业遥感监测解决方案,旨在为林业管理部门、科研机构和相关企业提供有益的参考。
二、林业遥感监测技术概述
1. 遥感技术
遥感技术是利用航空器、卫星等载体,通过电磁波获取地球表面信息的一种技术。遥感技术具有远距离、大范围、多时相、多波段、多分辨率等特点,能够为林业资源监测提供丰富、全面的数据。
2. 遥感监测技术分类
(1)光学遥感:利用可见光、近红外、短波红外等电磁波波段获取地球表面信息的技术。
(2)微波遥感:利用微波波段获取地球表面信息的技术。
(3)多光谱遥感:利用多个光谱波段获取地球表面信息的技术。
(4)高光谱遥感:利用极高光谱分辨率获取地球表面信息的技术。
三、林业遥感监测解决方案
1. 数据获取
(1)卫星遥感数据:利用国内外遥感卫星获取高分辨率、多时相的遥感影像,如Landsat、MODIS、Sentinel等。
(2)航空遥感数据:利用航空摄影获取高分辨率、高精度的遥感影像。
(3)地面遥感数据:利用地面遥感设备获取局部区域的高分辨率遥感数据。
2. 数据处理与分析
(1)影像预处理:对遥感影像进行辐射校正、几何校正、大气校正等处理,提高遥感影像质量。 (2)信息提取:利用遥感影像进行森林覆盖度、森林类型、生物量、地形等信息的提取。
(3)变化检测:通过对比不同时相的遥感影像,分析森林资源变化情况。
(4)统计分析:对提取的林业信息进行统计分析,为林业决策提供依据。
3. 监测应用
(1)森林资源调查:利用遥感监测技术,对森林资源进行精确、快速的调查。
(2)森林火灾监测:通过遥感监测,及时发现森林火灾,为灭火工作提供依据。
(3)林业灾害监测:利用遥感监测技术,对林业病虫害、森林资源退化等灾害进行监测。
基于CASA 模型的内蒙古典型草原植被净初级生产力动态模拟
植物生态学报 2008, 32 (4) 786~797 Journal of Plant Ecology (Chinese Version)
—————————————————— 收稿日期: 2007-09-03 接受日期: 2008-02-18 基金项目: 国家自然科学基金(40601014)、中国科学院知识创新工程交叉型重要方向项目(KSCX2-SW-133)和国家杰出青年科学基金(40625015) 感谢中国科学院植物研究所袁文平博士在本项研究气象数据的准备中所给予的帮助 * 通讯作者 Author for correspondence E-mail: gszhou@
基于CASA模型的内蒙古典型草原植被
净初级生产力动态模拟
张 峰 周广胜* 王玉辉
(中国科学院植物研究所植被与环境变化国家重点实验室,北京 100093)
摘 要 植被净初级生产力及其对气候变化的响应研究是全球变化的核心内容之一。在利用内蒙古典型草原连续13年的地上生物量资料对基于遥感信息的生态系统碳循环过程CASA(Carnegie-Ames-Stanford Approach)模型验证的基础上, 分析了内蒙古典型草原1982~2002年植被净初级生产力(Net primary productivity, NPP)的时间变异及其影响因子。结果表明: 1) 1982~2002年21年间内蒙古典型草原的平均年NPP为290.23 g C·m–2·a–1, 变化范围为 145.80~502.84 g C·m–2·a–1; 2)内蒙古典型草原NPP呈增加趋势, 但没有达到显著性水平, 其中1982~1999年的18年间NPP呈现非常显著的增加趋势(p<0.01), NPP增加的直接原因是由于生长旺季生长本身增强所致; 3)内蒙古典型草原NPP与年降水量呈极显著的相关关系, 年降水量显著影响NPP的变异, 而NPP与年均温无显著相关关系。 关键词 CASA模型 植被净初级生产力 内蒙古典型草原
植被NPP估算的模型方法与机理
龙源期刊网
植被NPP估算的模型方法与机理
作者:陈雯等
来源:《安徽农学通报》2014年第08期
摘 要:植被NPP研究是全球碳循环与碳蓄积研究的重要内容之一。该文在回顾植被NPP模型类型的基础上,详述了气候生产力模型、生物地球化学模型、光能利用率模型与生态遥感模型实现的方法与机理,同时强调了遥感估测模型的重要性。上述结果说明利用模型估算植被NPP是一种重要且被广泛接受的研究方法,是未来植被NPP估算研究的重要发展方向。
关键词:植被;NPP;估算;模型;遥感监测
中图分类号 S127;TP79 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2014)08-30-05
Abstract:The vegetation NPP study is one of the important research topics about global carbon
cycle and storage. Based on reviewing the types of vegetation NPP models,this paper amplified the
methods and mechanisms of climate productivity models,biogeochemical models,light energy use
efficiency models and ecological remote sensing models,and the importance of remote sensing
estimation models was emphasized.The above results showed that the model estimation of NPP in
grassland ecosystem was one important and widely accepted research method,and was the important
基于森林清查和遥感的城市森林净初级生产力估算
牛态环境2008,1 7(2):766—770 Ecology and Environment http://www.jeesci.COIll E—mail:editor@jeesci.COIn
基于森林清查和遥感的城市森林净初级生产力估算
林文鹏 一,王臣立。,赵敏 ,黄敬峰 ,施润和 ,柳云龙 ,高峻
1.上海师范大学城市生态与环境修复重点实验室,上海200234;2.浙江大学农业遥感与信息技术应用研究所,浙江杭州310029;
3.中国文物研究院,北京100029;4.华东师范大学地理信息科学教育部重点实验室,上海2000624
摘要:城市森林作为陆地牛态系统的组成成分之一,研究其在伞球碳循环中的地位和作.H{有很重要的意义。文章以卜海城市
森林为研究对象,开展基于基于森林清查数据和遥感技术的城市森林净初级牛产力(NPP)什算研究。首先,根据选取l 海
市典型的森林植被类型,设置森林植被样方,测量反映植被牛物学特性的特征参数,包括林龄、胸径、树高和叶面积指数(LAI)
等,采.H{能反映林龄和蓄积最共同影响的牛产力同9 l模型什算r样方NPP,建 _r基于LAI的样方NPP ru] l模型;其次,
利.H{一景相近时相的SPOT5影像,经进行几何纠正和辐射定标后,计算出能较好地反映植被特征和淌除土壤背景影响的修
正土壤调节植被指数(MSAVI),建. 丫基于MSAVI的区域森林LAI遥感什测模型;最后,根据建 的样方NPP同9 l模型
以及区域LAI遥感 测模型,进行尺度化转换,估算出【 域尺度l 的J 海城市森林净初级牛产力。通过比较 j前人运.H{传
统方法研究什算的NPP,精度可达到89%,且本模型简单可行。因此本研究可为快速定最评估城市森林碳储最提供依据。
关键词:森林清查数据;城市森林;净初级牛产力模型;SPOT5
中图分类号:X144 文献标识码:A 文章编号:1672—2175(2008)02.0766—05
遥感信息工程作业—植被覆盖率计算
遥感应用模型作业一
——植被覆盖率估算模型
姓名:张** 学号:120131*** 专业:测绘工程
利用遥感资料估算植被覆盖率的方法大致可归纳为2 种:1)经验模型法,通过建立实测植被覆盖率数据与植被指数的经验模型来求取大面积植被覆盖率。2)植被指数转换法:
通过对各像元中植被类型及分布特征的分析,建立植被指数与植被覆盖率的转换关系来直接
估算植被覆盖率。
本次实验使用植被指数转换法计算植被覆盖率。数据预处理和NDVI计算使用ENVI中操
作,LAI解算和覆盖率求取编程实现。
1、研究区域数据获取
本次实验主要是对植被覆盖率估算,因此在实验区域影像尽量选择植被茂盛的季节。在
数据源选取上,选择易获取的免费Landsat数据。下载的遥感影像是湖北省荆门市2001年9
月15日的影像,研究区域无大块云层覆盖。数据下载自地理空间数据云网站,(/),该网站的数据均来自美国地质调查局(USGS)官方网站
(/)。
Landsat卫星采用的全球参考系为WRS2(World wide reference system)。在ArcGIS中显
示的全球WRS2行带号。湖北省荆门市WRS2行带号为Path 123、Row38-39。
表
1
实验区
LandsatETM+
数据标准参数
参数 参数说明
产品类型 Level 1T 标准地形校正
单元格大小 15m – 全色波段8;
30m – 反射波段1-5和7; 图1 Landsat卫星全球参考系WRS2 60m – 热波段6H和6L
输出格式 GeoTIFF
取样方法 三次卷积 (CC)
地图投影 UTM – WGS 84
地形校正 L1T数据产品经过系统辐射校正和地面控制点几何校正,并且
通过DEM进行地形校正。此产品的大地测量校正依赖于精确
的地面控制点和高精度的DEM数据。
2、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
辽河三角洲地区植被的地上净初级生产力格局及其制约因子
生态环境学报2010,19(10):2269—2274 Ecology and Environmental Sciences http://www.jeesci.com E—mail:editor@jeesci.com 辽河三角洲地区植被的地上净初级生产力格局及其制约因子 汲玉河 ,周广胜 1.中国科学院植物研究所植被与环境变化国家重点实验室,北京100093;2.中国科学院研究生院,北京100049 摘要:植被地上净初级生产力是监测和评价生态系统功能的重要指标之一,也是农业区划和生态资源分区管理的重要依据。 通过实地调查,研究了辽河三角洲地区的植被地上净初级生产力的空间分布格局及其制约因子。2008年9月末,在辽河三角 洲地区设立79个调查点,调查了植被地上净初级生产力、土壤和水文特征。借助ArcGIS软件制作了植被地上净初级生产力 的分层设色等值线图,并利用简单相关分析和无条件主成分分析方法探讨了植被地上净初级生产力与环境因子的关系。结果 发现:辽河三角洲地区的植被地上净初级生产力具有内部较低,外围较高的半环形分布格局。在三角洲内部,植被地上净初 级生产力一般1 500 g・m-2.a 左右;外围一般3 000 g・m-2.a 以上。这种分布格局不仅与植被类型分布有一定的相关性,而且还 与海拔高度、土壤含水量、土壤容重和土壤总磷等自然环境因子有明显的相关性。多种证据表明土壤含水量是决定辽河三角 洲地区植被地上净初级生产力格局的最直接、最重要的自然环境因子。 关键词:辽河三角洲;植被;地上净初级生产力;土壤含水量 中图分类号:X948 文献标识码:A 文章编号:1674.5906(2010)10.2269.06 净初级生产力(Net primary productivity,NPP) 也称净第一性生产力,是植被生产功能的最重要的 表现形式【lJ,可以反映植物固定和转化光合产物的 效率【2J,与普遍关注的碳循环具有密切关系【3】。植 被净初级生产力是监测和评价生态系统功能的重 要指标之一 J,其空间格局常常被作为农业区划和 生态资源分区管理的重要基础。 植被净初级生产力的空间格局研究主要有两 类基本方法:实地调查和模型模拟。实地调查法是 最传统研究方法【6 J,一般采用收获植被生物量,烘 干后代表植被净初级生产力。实地调查法获得的数 据被认为是最准确的,但是实地调查法常用于小区 域范围的研究。在全球、大洲或大流域等宏观尺度 上主要采用模型模拟的方法。例如估算植被净初级 生产力的气候模型【8】,光能利用率模型【 】和生态过 程模型u…,都可以很好地模拟植被净初级生产力空 间格局。最近几十年,以遥感信息为数据源的植被 指数模型在研究植被净初级生产力格局上得到广 泛应用【J卜¨j。但是,无论哪种净初级生产力模型都 有一个理论基础,即每一个模型都是以植被净初级 生产力分布格局及其制约因子之间的关系为基础 建立起来的。例如估算植被生产力的气候模型和光 能利用率模型都把气候因子与植被生产力格局的 关系作为模型的理论基础,实际上都承认气候因子 决定植被净初级生产力空间分布格局。 然而,在不同尺度的自然地理区域,关于决定 植被净初级生产力空间格局的主导因子还存在着 很大争议。大量研究表明:由于空间尺度的不同, 制约植被净初级生产力空间分布的主导因子也不 同[14-15]。在较大自然地理区域,植被净初级生产力 存在比较明显的水平地带性(如纬度地带性、经度 地带性)和垂直地带性分布规律,一般认为植被的 这种空问格局是由气候因子决定的。但是在较小的 自然地理区域,气候因子的空间异质性比较小,植 被净初级生产力空间分异的主导因子往往是水文 和土壤因子。例如,一些研究发现滨海湿地的水文 波动、土壤盐度、土壤pH值都是影响植被净初级生 产力空间格局的重要因子[16-20J。还有一些研究认为 土壤营养元素氮、磷、钾是植被生长的重要限制因 素L2 ,它们的空间分布差异也是影响植被净初级生 产力空间格局的重要因子。 辽河三角洲是中国四大三角洲之一,也是东北 地区农业经济最发达的地区之一,有塞北江南之 称。这里分布有亚洲面积最大的芦苇湿地,有双台 子河国家级湿地自然保护区。目前,辽河三角洲地 区的植被格局受到人类的改造,植被地上净初级生 产力分布也因此改变。虽然一些研究者从景观和土 地利用方面研究了植被分布特征【2 ,并测定了水 稻、玉米和芦苇的净初级生产力【2 。但是这些研究 仍然没有明确阐明植被净初级生产力的整体分布 格局,还不清楚哪个环境因子对植被净初级生产力 分布格局起主要作用。 本文采用实地调查法测定了辽河三角洲地区 植被的地上净初级生产力,并调查了地形、土壤和 基金项目:国家杰出青年科学基金项[](40625015);国家重点基础研究发展计划项目(20lOcB95l300);2005年沈阳大气环境研究所开放课题 作者简介:汲玉河(1977年生),博士,主要从事湿地生态学研究。E-mail:ymaeji@163.corn 通讯作者,E—mail:gszhou@ibcas.ac.cn 收稿日期:2010.
航天遥感技术在我国森林资源中的应用
第8卷第3期
2006年6月 滁州学院学报
JOURNAL OF CHUZHOU UNIVERSITY V01.8 No.3
Jun.2006
航天遥感技术在我国森林资源中的应用
蔡爱民
(滁州学院国土信息工程系,安徽滁州239ol2)
摘要:作为生态系统的主体,森林资源是人类赖以生存的物质基础,目前航天遥感技术在我国森林资源中已
经得到广泛应用。对该研究领域进行了回顾和归类,分析了我国森林资源遥感应用表现出来的特点和存在的
问题,展望了遥感技术在我国森林资源应用中的发展趋势。
关键词:航天遥感;森林资源;应用;中国
中图分类号:5771.8 文献标识码:A 文章编号:1673—1794(2006)03—0084—05
作者简介:蔡爱民(1978-),男,安徽肥东人,硕士,滁州学院国土信息工程系讲师。
1前言
森林资源是人类赖以生存的物质基础,作为生态系统的主体,在经济和生态环境建设中起着不可替代的
作用Ill。人类从未间断过对森林资源的研究,遥感利用电磁波的微观信息来探测我们周围空间的客观规律,
并由此及彼——由表及里,成为人类认识物质的运动形式与能量交换规律的一种现代化手段。为地球资源
调查与开发——国土整治——环境监测以及全球性研究提供了一种新的探测手段翻。自二十世纪60年代遥
感技术发展起来以来,遥感技术也被积极地应用到森林资源研究中。
森林遥感是遥感众多应用中的一种,有着其特定的规律,表现为遥感技术和林业学科的结合,需要物理、
数学、计算机、林学、地理和测绘多学科的支持131。在森林资源应用中,已显示出很大的优越性。自20世纪70
年代末,中国林业工作者开始了一系列有关航天遥感技术应用于森林资源的研究。经过二十多年的发展,这
项先进的技术被引入到森林资源研究中的各个领域,充分展现了其在森林资源应用中的巨大生命力。
2航天遥感技术遥感在我国森林资源中的应用领域
2.1森林资源调查
森林资源的消长变化一直倍受关注,估计森林蓄积量和进行森林资源清查是遥感技术应用研究的主要内
