[發明專利]城鎮河道沉水植物生物量計算方法

在審

• 申請號: 202110333286.5
• 申請日: 2021-03-29
• 公開（公告）號: CN113155749A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 張群;崔心紅;劉家霖;朱義;張春松;宋晴
• 申請（專利權）人: 上海市園林科學規劃研究院
• 主分類號: G01N21/25
• 分類號: G01N21/25
• 代理公司: 武漢維盾知識產權代理事務所(普通合伙) 42244
• 代理人: 蔣悅

1.一種城鎮河道沉水植物生物量計算方法，其特征是包括以下步驟：

S1、對城鎮河道沉水植物進行采樣；

根據采樣結果，計算獲得沉水植物群落物種優勢度；

S2、沉水植物蓋度計算；

以多光譜相機獲取影像，提取其中綠光波段數據，提取沉水植物的色彩閾值范圍；

以光柵像素識別的方式確定沉水植物蓋度；

S3、計算確定最小采樣數，按照等距或隨機采樣法；獲得城鎮河道內沉水植物單位面積的平均生物量；

S4、將單位面積平均生物量與沉水植物總蓋度相乘，獲得城鎮河道沉水植物生物量。

2.根據權利要求1所述的一種城鎮河道沉水植物生物量計算方法，其特征是：在步驟S1中，采樣采用城鎮河道內比較等距樣線法，即根據城鎮河道長度等分，在中間的等分點設置樣方；或者采樣采用城鎮河道內采用多斷面樣點法，根據沉水植物蓋度（肉眼估算）將城鎮河道劃分為8~12個斷面，每個斷面設置4~5個樣方；

在設置樣方的位置，采集預設面積范圍內的沉水植物，將采集的沉水植物按種類分開后，瀝干表面水分，稱重，每個斷面3個樣方沉水植物的鮮重均值作為該斷面的沉水植物定量值；

通過以上方法，估算城鎮河道單位面積內生物量均值。

3.根據權利要求1或2任一項所述的一種城鎮河道沉水植物生物量計算方法，其特征是：沉水植物群落物種優勢度采用相對頻度和相對生物量來確定，其計算方法為：

優勢度（DV）=（相對頻度（RF）＋相對生物量（RB））/2×100％；

相對頻度（RF）=物種的頻度/所有物種頻度之和×100％；

相對生物量（RB）=該物種的生物量/所有物種生物量之和×100％。

4.根據權利要求1所述的一種城鎮河道沉水植物生物量計算方法，其特征是：沉水植物蓋度計算的步驟為：

S01、以多光譜相機拍攝包括藍光、綠光、紅光、近紅外光和紅邊各波段的影像；

S02、由于綠光穿透水面效果較強，提取出其中綠光波段的數據，制作地圖投影；

S03、對綠光原始波段影像進行重分類；

S04、提取沉水植物的色彩閾值范圍；

S05、目視選擇影像中沉水植物分布高、中、低的三個區域，生成3個對應矢量圖層；

S06、以矢量圖層為邊界提取重分類后的綠波段影像，并進行重采樣，重采樣時僅保留沉水植物敏感的像素閾值范圍并賦值為1，其余像素數值均賦值為0；

S07、根據每個采樣的樣方，計算像素值為1的占整個樣方像素點總合的比例值，該比例值即為該樣方沉水植物蓋度。

5.根據權利要求4所述的一種城鎮河道沉水植物生物量計算方法，其特征是：重分類至少為三類，以最能表征沉水植物的單一波段閾值范圍作為一個中間分類依據，低于或高于該閾值范圍作為其他分類。

6.根據權利要求4所述的一種城鎮河道沉水植物生物量計算方法，其特征是：每條城鎮河道應選取5~6個斷面，斷面包括近岸和離岸位置，每個斷面拍攝一張多光譜照片。

7.根據權利要求4所述的一種城鎮河道沉水植物生物量計算方法，其特征是：所述的多光譜相機采用1.7、2.1和2.35μm波段光譜作為光源。

8.根據權利要求1所述的一種城鎮河道沉水植物生物量計算方法，其特征是：在步驟S3中，以功效分析法，設置置信度水平為90%，采用0.8作為t檢驗的較大效應值基準，在具有95%的準確性下，計算最少采樣次數。

9.根據權利要求1所述的一種城鎮河道沉水植物生物量計算方法，其特征是：在步驟S3中，以最小樣方法，計算最少采樣次數，包括；

S31、將單條城鎮河道所有采樣點的生物量數值排序，最小值記為第1次，以此類推；以生物量作為X軸，采樣次數作為Y軸畫出散點圖；

S32、嘗試不同的曲線擬合方法，尋找最佳擬合曲線；.

S33、構建分段回歸模型，將分段回歸模型中的拐點位置所對應的采樣次數，作為最小采樣數。

10.根據權利要求8、9任一項所述的一種城鎮河道沉水植物生物量計算方法，其特征是：比較獲取的最小采樣數與前期采樣數，若最小采樣數大于前期采樣數則再次補充采樣，直至總體采樣數大于或等于最小采樣數；

若最小采樣數小于或等于前期采樣數則不需補充采樣。