[發明專利]排土場植被指數與土壤養分空間多尺度分析方法

有效

• 申請號: 201010117106.1
• 申請日: 2010-03-02
• 公開（公告）號: CN101788553A
• 公開（公告）日: 2010-07-28
• 發明（設計）人: 李道亮;郭祥云;陳英義;武興
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 胡小永

技術領域

本發明涉及排土場植被與土壤關系領域，具體涉及到一種基于小 波分析的排土場植被指數和土壤養分空間多尺度分析方法。

背景技術

排土場是指礦山采礦排棄物集中排放的場所。采礦是指露天采 礦和地下采礦，包含礦山基建期間的露天剝離和井巷掘進開拓；排 棄物一般包括腐植表土、風化巖土、堅硬巖石以及混合巖土，有 時也包括可能回收的表外礦、貧礦等。排土場是一個復雜的生態系 統，野生植物入侵、植被演替等導致了生態系統的多樣性，使生態系 統更為復雜。阜新海州排土場面積大，不同地塊具有不同的排土年限， 更加劇了海州排土場生態系統的復雜性。排土場生態環境狀況受制于 多種因素，其中既有人類活動因素，也有諸多自然環境因子，如地貌、 地形、土壤和植被等。這些因子通過非線性的復合作用，共同造成生 態環境及生態景觀的空間變異性，不同區域、不同尺度其空間變異的 決定因素不同。現有技術對排土場植被與土壤養分關系的研究多采用 多元回歸方法進行分析，多元回歸方法忽略了尺度效應，不涉及不同 空間尺度下的關系。

小波變換作為一種多尺度分析的數學工具，近年來被較多的應用 到地學和生態學研究中，揭示自然或生態因子的多尺度格局，是小波 分析最為重要的步驟，即選擇合適的小波函數與待分析的函數相乘， 分解得到不同尺度下的小波系數并進行重構，進而分析因子在不同尺 度下的特性。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明要解決的技術問題是提供一種排土場植被指數與土壤養 分空間多尺度分析方法，以解決現有技術對排土場植被與土壤養分關 系的研究沒有尺度效應的缺陷。

(二)技術方案

因此，本發明提供的一種排土場植被指數與土壤養分空間多尺 度分析方法，包括：

步驟10、從研究區的遙感圖像中提取NDVI；

步驟20、采集所述研究區的土壤養分，并將所述土壤養分的地 統計插值圖層進行柵格化處理；

步驟30、在所述研究區的南北方向和東西方向各選擇一條樣線；

步驟40、從兩條所述樣線上分別采集NDVI和土壤養分數據；

步驟50、采用小波變換方法對步驟40提取的所述NDVI和土壤 養分數據進行空間多尺度分解與重構，得到不同空間尺度上所述 NDVI和土壤養分數據的小波近似重構信息；

步驟60、根據步驟50得到的所述小波近似重構信息，采用偏相 關分析方法對不同空間尺度下所述NDVI和土壤養分數據的關系進 行分析，得到不同空間尺度下所述NDVI和土壤養分數據的偏相關系 數。

其中，所述步驟20包括：

對所述研究區的土壤養分進行地統計學分析，利用普通克里格插 值法獲得所述土壤養分的空間分布圖；

將所述空間分布圖進行柵格化，獲得與植被指數空間分辨率相同 的柵格圖像。

所述土壤養分包括pH值、有機質、NH₄_N、速效磷和速效鉀。

所述步驟50中采用小波變換方法時選取的小波基函數為DB4， 分解層數為6。

(三)有益效果

本發明提供的排土場植被指數與土壤養分空間多尺度分析方法， 選擇NDVI作為植被狀況的指標，選擇pH值、有機質、NH₄_N、速 效磷、速效鉀作為土壤養分的指標，通過對這6個指標進行小波6尺 度分解與重構，得到不同空間尺度下各指標的小波近似重構信息，分 別計算不同空間尺度下的NDVI小波近似重構信息與土壤養分各指 標小波近似重構信息的偏相關系數，分析不同空間尺度下NDVI與土 壤養分的相關關系。該方法具有多尺度效應，能從不同尺度上分析 NDVI與土壤養分的關系，有利于全面了解排土場生態因子不同空間 尺度上的關系以及不同尺度上NDVI空間變異的決定因素。

附圖說明

圖1是本發明排土場植被指數與土壤養分空間多尺度分析方法流 程圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例，對本發明的具體實施方式作進一步詳細 描述。以下實施例用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。

如圖1所示，為本發明排土場植被指數與土壤養分空間多尺度分 析方法流程圖，本實施例包括以下步驟：