[發明專利]一種沼澤濕地蘆葦地上生物量估算方法

在審

• 申請號: 202010633030.1
• 申請日: 2020-07-02
• 公開（公告）號: CN111814326A
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發明（設計）人: 神祥金;姜明;呂憲國;安雨;劉波;郝明旭;張振卿
• 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: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F111/10
• 代理公司: 哈爾濱市文洋專利代理事務所(普通合伙) 23210
• 代理人: 何強

一種沼澤濕地蘆葦地上生物量估算方法，它涉及一種沼澤濕地植被地上生物量估算方法。本發明為了解決現有沼澤濕地蘆葦地上生物量實地測量工作量大、周期長、成本高，無法快速準確地估算及預測生物量的技術問題本方法：獲取歸一化植被指數數據、地表觀測氣象數據和實測沼澤濕地蘆葦地上生物量數據，并預處理；對地表觀測氣象數據插值得到各氣象要素數值空間分布數據集；對各氣象要素數值空間分布數據集進行重采樣，并統一投影坐標；利用最大值合成法獲取年植被指數最大值數據集；提取生物量采樣點對應的年植被指數最大值及各氣象要素值；建立生物量模擬及預測模型。該方法可以準確估算和預測沼澤濕地蘆葦地上生物量，并且工作量小、周期短、成本低。

技術領域

本發明涉及一種沼澤濕地上生物量估算方法，特別涉及一種基于遙感數據來估算區域沼澤濕地蘆葦地上生物量，并通過氣象數據預測未來氣候變化下沼澤濕地蘆葦地上生物量的方法。

背景技術

濕地作為重要的自然生態系統之一，在保護生態環境、維持生物多樣性，服務社會經濟可持續發展等方面起到重要作用。沼澤濕地作為一種重要的濕地類型，不僅能促進水資源儲存和凈化，調節區域氣候，還能為野生動物的繁殖提供棲息地。蘆葦是沼澤濕地生態系統的主要植被類型之一，除了具有沼澤濕地植物共有的生態功能以外，蘆葦還具有較高的經濟價值，其廣泛的用途能夠為人類生產生活提供寶貴的物質資源，如蘆葦桿中纖維素含量較高，可以用來制造紙、葦席和人造纖維等，由于蘆葦造紙可為國家節省大量木材，因此蘆葦也有第二森林之稱。

地上生物量是指在單位面積內植物地上部分的總重量。沼澤濕地蘆葦地上生物量可以直接反映蘆葦的生長狀況，是蘆葦的物質基礎和重要的生態質量參數之一，可作為衡量沼澤濕地蘆葦產量的關鍵指標。明確沼澤濕地蘆葦地上生物量，可以為沼澤濕地蘆葦生長狀況及產量評估提供科學依據。準確估算和預測沼澤濕地蘆葦地上生物量，不僅可以為區域蘆葦產量的定量測算提供重要的數據支撐，還能為氣候變化影響下沼澤濕地碳循環研究提供科學依據。

當前，有關沼澤濕地蘆葦地上生物量的獲取的方法主要有兩種，一種是實測法，選取有代表性的蘆葦樣方進行實地收割測量；第二種方法是傳統的模型估算法，借助植被指數等遙感影像數據，利用模型方法計算蘆葦地上生物量。第一種實測法，由于實地調查的工作量大、周期長、成本高、調查尺度相對較小等特點，使得該方法難以在短時間內獲得區域尺度的蘆葦地上生物量數據。第二種模型估算法，由于僅利用歷史時期植被指數遙感影像數據進行模型模擬，缺少實測數據驗證，且無法對未來區域蘆葦地上生物量做出預測。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有沼澤濕地蘆葦地上生物量實地測量工作量大、周期長、成本高，無法快速準確地估算區域蘆葦生物量并對未來生物量進行預測的技術問題，提供了一種沼澤濕地蘆葦地上生物量估算方法。

一種沼澤濕地蘆葦地上生物量估算方法如下：

一、獲取覆蓋研究區域的中等分辨率成像光譜儀(MODIS)歸一化植被指數數據集、地面氣象觀測數據集、以及實測沼澤濕地蘆葦地上生物量數據，并對數據進行預處理；

二、采用普通克里格插值法，將地面氣象觀測數據進行插值，得到研究時間段內長時間序列各氣象要素數值空間分布數據集；

三、分別將與植被指數(NDVI)數據相同分辨率的長時間序列各氣象要素數值空間分布數據集重采樣，并統一到與植被指數數據集相同的投影和坐標系之下；

四、根據步驟一得到的植被指數數據集，利用最大值合成法，獲取研究時間段內年植被指數最大值數據集；

五、根據沼澤濕地蘆葦地上生物量采樣點的經緯度，利用步驟三和步驟四得到的長時間序列各氣象要素數值空間分布數據集和年植被指數最大值數據集，提取研究區所有采樣點對應的年植被指數最大值及各氣象要素數值；

六、根據實測沼澤濕地蘆葦地上生物量數據與對應的年植被指數最大值，利用一元線性回歸分析，構建基于植被年植被指數最大值的沼澤濕地蘆葦地上生物量估算模型，公式如下：