[發明專利]一種城市森林葉面積指數景觀尺度推演方法

在審

• 申請號: 201611045373.6
• 申請日: 2016-11-24
• 公開（公告）號: CN106650015A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 任志彬;鄭海峰;何興元;崔明星
• 申請（專利權）人: 中國科學院東北地理與農業生態研究所
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所23109
• 代理人: 李紅媛

技術領域

本發明涉及一種城市森林葉面積指數景觀尺度推演方法。

背景技術

城市森林作為城市生態系統中的重要組成部分，具有諸多的生態服務功能如固碳釋氧、吸收大氣污染、降低熱島效應、保護生物多樣性等，它是城市生態系統良好運行的重要保障。城市森林葉面積是影響城市森林生態功能發揮的一個非常重要的因素。城市森林與大氣之間的一些重要的生態過程如蒸騰、碳交換及能量交換等，其都受到城市森林葉面積的影響。因此如何快速的獲取城市森林葉面積指數從而了解城市森林現狀進而最大限度的提高城市森林的生態功能是目前急需解決的一個問題。

然而，目前的城市森林葉面積指數數據是緊缺的，主要是因為以樣方調查為基礎的傳統城市森林葉面積指數的獲取方式費時費力。且獲取的都是基于樣方的點狀非連續數據，無法在城市景觀尺度上對城市森林葉面積指數進行評價，城市森林葉面積指數的空間數據的缺失可以顯著地影響到城市森林生態功能空間分析研究，城市森林葉面積指數在空間上如何呈現及其異質性規律是值得關注的重要問題。總之，目前仍缺乏在景觀尺度上獲取城市森林葉面積指數的快速有效方法，無法滿足我國城市森林管理與宜居城市建設的實際需求。

發明內容

本發明目的是為了解決現有城市森林管理過程中，景觀尺度上城市森林葉面積指數數據難以獲取的問題，而提供一種城市森林葉面積指數景觀尺度推演方法。

本發明一種城市森林葉面積指數景觀尺度推演方法具體是按以下步驟進行：

一、城市森林葉面積指數的實地測量：在夏季，利用ArcGIS10.3空間分析軟件在研究區采用分層隨機采樣的方式進行城市森林樣方的布設；森林樣方設定完成后，采用GPS系統對各個森林樣方的位置進行定位，然后采用TRAC植被冠層分析儀對各個森林樣方內的城市森林葉面積指數進行測量；所述森林樣方包括道路林、附屬林、景觀游憩林、生產林和生態公益林；

二、城市森林植被指數獲取：在布設森林樣方的同一時間點通過TM/ETM影像遙感影像采集數據源，對數據源進行圖像剪裁、幾何校正和大氣校正，然后從數據源中提取研究區內的多種植被指數，然后采用相應計算公式在ENVI 4.6中進行計算反演，獲取城市森林植被指數的空間數據，通過各個森林樣方的位置提取森林樣方內城市森林植被指數，作為構建模型的數據；

三、構建城市森林葉面積指數尺度推演模型：依據步驟一得到的各個森林樣方內的城市森林葉面積指數和步驟二得到的多種植被指數；在森林樣方尺度上，首先采用相關性分析多種植被指數與各個森林樣方內的城市森林葉面積指數之間的定性關系，得到最優植被指數；然后采用多元回歸定量分析最優植被指數與各個森林樣方內的城市森林葉面積指數之間的關系，構建城市森林葉面積指數尺度推演模型；并通過步驟一得到的各個森林樣方內的城市森林葉面積指數對城市森林葉面積指數尺度推演模型進行驗證。

本發明的有益效果：

本發明采用高精度差分GPS系統進行樣方的位置(GPS)定位，從而有效準確的提取樣方所在TM影像像元的植被指數，為構建尺度推演模型提供精確的數據支持。

本發明可以綜合運用遙感、地理信息系統技術與樣方實地調查相結合的方法針對城市森林葉面積指數在景觀尺度上得到快速重建；快速直觀的明確了城市森林葉面積指數的空間格局的情況。本項研究對于明確城市森林在景觀尺度上合理布局提供了數據參考，對城市森林的合理規劃具有重要的指導意義。本發明方法簡便、重建速度快、造價低且管理容易，可廣泛應用于城市森林生態系統的管理中。

附圖說明

圖1為實施例一基于NDVI的城市森林葉面積指數估測模型曲線；

圖2為實施例一的葉面積指數估測模型精度驗證。

具體實施方式

具體實施方式一：本實施方式的一種城市森林葉面積指數景觀尺度推演方法具體是按以下步驟進行：

一、城市森林葉面積指數的實地測量：在夏季，利用ArcGIS10.3空間分析軟件在研究區采用分層隨機采樣的方式進行城市森林樣方的布設；森林樣方設定完成后，采用GPS系統對各個森林樣方的位置進行定位，然后采用TRAC植被冠層分析儀對各個森林樣方內的城市森林葉面積指數進行測量；所述森林樣方包括道路林、附屬林、景觀游憩林、生產林和生態公益林；