检索结果-内蒙古大学图书馆

WorldView-2影像的湿地典型挺水植物群落含水量估算研究——以北京野鸭湖湿地为例

红外与毫米波学报 2014年第5期33卷 533-545页

作者：宫兆宁林川赵文吉崔天翔首都师范大学资源环境与旅游学院北京100048 三维信息获取与应用教育部重点实验室北京100048 资源环境与地理信息系统北京市重点实验室北京100048 北京市城市环境过程与数字模拟国家重点实验室培育基地北京100048

利用多光谱遥感技术定量估算野鸭湖湿地挺水植物的含水量.基于典型挺水植物的实测冠层光谱及其对应样方的叶片含水量和叶面积指数LAI数据,首先对芦苇和香蒲的地面实测光谱进行重采样,以模拟WorldView-2影像的光谱,然后利用模拟光谱分别... 详细信息

利用多光谱遥感技术定量估算野鸭湖湿地挺水植物的含水量.基于典型挺水植物的实测冠层光谱及其对应样方的叶片含水量和叶面积指数LAI数据,首先对芦苇和香蒲的地面实测光谱进行重采样,以模拟WorldView-2影像的光谱,然后利用模拟光谱分别构建芦苇和香蒲任意两波段反射率组合而成的比值(SR)和归一化差值植被指数(NDVI),通过分析植被指数与CWC(冠层含水量,Canopy Water Content)的相关关系,选择与CWC显著相关的植被指数,并通过单变量线性与非线性拟合的分析方法确定监测不同挺水植物群落的最佳植被指数,建立估算模型;结合覆盖研究区的WorldView-2高分辨率多光谱影像,对研究区的挺水植物群落CWC进行反演及制图.结果表明,基于模拟WorldView-2影像光谱构建的比值(SR)和归一化差值植被指数(NDVI)与CWC的总体相关性较高;SR(8,3)芦苇为估算CWC芦苇的最优植被指数,估算模型为y=0.005x+0.003,NDVI(8,3)香蒲为估算CWC香蒲的最优植被指数,估算模型为y=2.461x2-0.313x+0.032,通过交叉检验,CWC芦苇和CWC香蒲的预测精度分别为87.42%和82.12%,预测精度较为理想;利用实测数据对反演的CWC空间分布图进行了验证,通过验证,芦苇和香蒲影像估算CWC的均方根差(RMSE)分别为0.0048和0.0052,估算精度分别为83.56%和80.31%,表明利用WorldView-2高分辨率多光谱影像反演湿地挺水植物群落CWC具有较高的可行性.

关键词：挺水植物冠层含水量植被指数 WorldView-2 面向对象提取北京野鸭湖湿地

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斜采样的倾斜角度对采样产生混叠的影响及其与分辨率的关系

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吉林大学学报（工学版） 2015年第3期45卷 953-960页

作者：王京萌张爱武赵宁宁孟宪刚首都师范大学资源环境与旅游学院北京100048 三维信息获取与应用教育部重点实验室北京100048 资源环境与地理信息系统北京市重点实验室北京100048 城市环境过程与数字模拟国家重点实验室培育基地北京100048

针对斜采样倾斜角度的选取和混叠与分辨率关系不明确的问题，从采样理论分析了混叠的成因，设计了衡量混叠程度的混叠指数AI，引入空间有效分辨率分析了倾斜角度与混叠、有效分辨率的关系。经过分析得出：相同条件下斜采样比常规采样混... 详细信息

针对斜采样倾斜角度的选取和混叠与分辨率关系不明确的问题，从采样理论分析了混叠的成因，设计了衡量混叠程度的混叠指数AI，引入空间有效分辨率分析了倾斜角度与混叠、有效分辨率的关系。经过分析得出：相同条件下斜采样比常规采样混叠小的倾斜角度为57°～89°，最小混叠所对应的倾斜角度为78°；斜采样比常规采样空间有效分辨率高的倾斜角度为58°～87°，最大空间有效分辨率所对应的倾斜角度为75°。最后使用曲线拟合的方法得出混叠与空间有效分辨率的关系为幂指数关系。明确了倾斜角度与混叠及分辨率之间的关系，从而指导实际应用以满足特定混叠和分辨率的需求。

关键词：摄影测量与遥感技术混叠指数最佳倒易晶胞斜模式采样空间有效分辨率

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基于地面实测光谱的湿地植物全氮含量估算研究

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光谱学与光谱分析 2012年第2期32卷 465-471页

作者：刘克赵文吉郭逍宇王翊虹孙永华苗茜首都师范大学资源环境与旅游学院北京100048 北京市城市环境过程与数字模拟重点实验室-省部共建国家重点实验室培育基地北京100048 三维信息获取与应用教育部重点实验室北京100048 资源环境与地理信息系统北京市重点实验室北京100048 北京市地质研究所北京100120

随着再生水越来越多的应用于城市湿地,湿地植物生长状态的大面积监测对于利用再生水的湿地恢复与重建具有重要意义。目前遥感技术已成为植物生长状态大面积监测的重要手段。本研究以北京市典型再生水城市湿地奥林匹克公园南园湿地为研究... 详细信息

随着再生水越来越多的应用于城市湿地,湿地植物生长状态的大面积监测对于利用再生水的湿地恢复与重建具有重要意义。目前遥感技术已成为植物生长状态大面积监测的重要手段。本研究以北京市典型再生水城市湿地奥林匹克公园南园湿地为研究区,以反映植物生长状态的重要指标全氮(TN)为研究对象,在测定研究区湿地植物芦苇(Phragmites australis)和香蒲(Typha angustifolia)的叶片光谱及TN含量的基础上,对数据进行预处理并建立二者的关系模型,包括单变量模型(比值光谱指数(SR)模型和归一化差值光谱指数(ND)模型),与多变量模型(逐步多元线性回归(SMLR)模型和偏最小二乘回归(PLSR)模型),并利用交叉验证决定系数(R2CV)和均方根误差(RMSECV)对模型精度进行检验。结果表明,不同湿地植物类型相比,利用芦苇反射光谱建立的各种预测模型的精度都高于香蒲;不同回归模型相比,多变量回归模型的精度较高;多变量回归模型中,PLSR模型的精度高于SMLR模型,其R2CV可达0.80,RMSECV仅为0.24,是建立湿地植物光谱与TN含量关系的最优模型。研究成果不仅为湿地植物生长状态遥感探测提供参考借鉴,而且可以为利用再生水的城市湿地监测与管理提供有力的科学依据。

关键词：湿地植物遥感高光谱全氮再生水

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基于面向对象及光谱特征的植被信息提取与分析

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生态学报 2013年第3期33卷 867-875页

作者：崔一娇朱琳赵力娟首都师范大学资源环境与旅游学院北京市城市环境过程与数字模拟国家重点实验室培育基地三维信息获取与应用教育部重点实验室城市环境过程与数字模拟国家重点实验室培育基地资源环境与地理信息系统北京市重点实验室北京100048

面向对象分类方法是实现精确详细提取遥感信息的新方法。以2010年TM影像作为基础数据,采用面向对象方法着重提取了西辽河流域平原的植被信息(耕地、林地、中生偏旱和中生偏湿草)。通过对不同地物的光谱和空间信息(位置、形状)进行比较分... 详细信息

面向对象分类方法是实现精确详细提取遥感信息的新方法。以2010年TM影像作为基础数据,采用面向对象方法着重提取了西辽河流域平原的植被信息(耕地、林地、中生偏旱和中生偏湿草)。通过对不同地物的光谱和空间信息(位置、形状)进行比较分析,建立适当的隶属度函数和阈值范围,在草地的分类规则中,参考野外采集的草地植被光谱信息,辅助草地属性特征选择。最后构建分类决策树,完成自动分类,分类总体精度达到82.13%。在分类结果的基础上,讨论了植被分布特点,对不同类型的植被面积、不同区县植被面积以及植被与一级河流关系三方面进行分析。结果显示:研究区植被以林地和耕地为主,分别占总面积的38.9%和23.3%;耕地、林地、中生偏湿草地多分布于河流中下游区县,受人为因素影响较大的林地、耕地主要集中在科尔沁左翼中旗和科尔沁左翼后旗;林地、中生偏湿草较集中分布在一级河流的10km缓冲区内,耕地主要集中在5km缓冲区内,中生偏旱草与一级河流的关系不显著。

关键词：面向对象西辽河流域平原植被信息光谱分析草地

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近10年北京极端高温天气条件下的地表温度变化及其对城市化的响应

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生态学报 2013年第20期33卷 6694-6703页

作者：李晓萌孙永华孟丹余洁李小娟城市环境过程与数字模拟国家重点实验室培育基地资源环境与地理信息系统北京市重点实验室三维信息获取与应用教育部重点实验室首都师范大学资源环境与旅游学院北京100048

以北京市为研究区,利用2000年和2010年极端高温发生时MODIS卫星的地表温度(LST)产品数据,结合DMSP/OLS夜间灯光数据,应用差值、等温线、剖面分析等方法,分析了北京市近10年来极端高温发生时地表温度的时空变化特征及其对城市化的响应。... 详细信息

以北京市为研究区,利用2000年和2010年极端高温发生时MODIS卫星的地表温度(LST)产品数据,结合DMSP/OLS夜间灯光数据,应用差值、等温线、剖面分析等方法,分析了北京市近10年来极端高温发生时地表温度的时空变化特征及其对城市化的响应。研究结果表明:(1)近10年来,极端高温时的地表温度升高,高温区范围增加,城市功能拓展区与发展新区的高温区增加面积大于首都功能核心区与生态涵养区;(2)北京市城市化发展迅速,城市扩张对极端高温条件下的地表温度时空分布与变化趋势起着主导作用。

关键词：北京市极端高温城市化夜间灯光数据

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单一景观空间分布指数及其适用性评价

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生态学报 2015年第5期35卷 1311-1320页

作者：康孝岩王艳慧段福洲首都师范大学资源环境与旅游学院城市环境过程与数字模拟国家重点实验室培育基地三维信息获取与应用教育部重点实验室资源环境与地理信息系统北京市重点实验室北京100048

为描述单一景观的空间分布离散性和广度特征,引入基于香农熵的空间分布指数(MSHDI,Modified Shannon's Distribution Index),利用河南省中南部地区1990、2001和2007年3期TM/ETM+遥感影像,进行了MSHDI与经典景观指数的比较,并分析了M... 详细信息

为描述单一景观的空间分布离散性和广度特征,引入基于香农熵的空间分布指数(MSHDI,Modified Shannon's Distribution Index),利用河南省中南部地区1990、2001和2007年3期TM/ETM+遥感影像,进行了MSHDI与经典景观指数的比较,并分析了MSHDI与面积指数(PLAND,Percentage of Landscape)在多网格尺度下的相关关系。结果表明:(1)MSHDI在描述单一景观的空间分布广度和离散程度特征方面具有较好的适用性。MSHDI能适应不同制图综合程度的影响,并能反映出景观斑块边缘的细微差别。(2)通过分析MSHDI与PLAND之间相关系数的大小和变化程度可以分别验证MSHDI的表征性和稳定性。(3)MSHDI适用于基底和散布状景观,两种指数之间有显著的正相关性(农用地=0.939,=0.000;城市建设=0.877,=0.004;工矿仓储=0.870,=0.002;自然绿地=0.966,=0.001),且随网格粒度变化不大(农用地r=0.921±0.054;城市建设r=0.867±0.107;工矿仓储r=0.883±0.052;自然绿地r=0.964±0.024);而对网状景观则缺乏稳定性。

关键词：香农熵单一景观空间分布指数面积指数适用性

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京沪穗三地近十年夜间热力景观格局演变对比研究

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生态学报 2013年第5期33卷 1545-1558页

作者：孟丹王明玉李小娟宫辉力城市环境过程与数字模拟国家重点实验室培育基地资源环境与地理信息系统北京市重点实验室三维信息获取与应用教育部重点实验室首都师范大学资源环境与旅游学院北京100048

城市热环境是城市生态环境的重要方面,它与城市气候、城市生态、城市灾害有着重要的联系。以北京、上海、广州三地为研究区,选取近10年MODIS的夜晚地表温度(LST)产品MOD11A2,分别采用质心迁移、景观格局指数、空间自相关方法研究京沪穗... 详细信息

城市热环境是城市生态环境的重要方面,它与城市气候、城市生态、城市灾害有着重要的联系。以北京、上海、广州三地为研究区,选取近10年MODIS的夜晚地表温度(LST)产品MOD11A2,分别采用质心迁移、景观格局指数、空间自相关方法研究京沪穗三地近10年的不同等级热力景观质心迁移演变、格局变迁和空间集聚特征。主要结论为:三地热力景观随郊区向市中心趋近,体现了由低温区、次中温区向中温区、次高温区、高温区过渡的趋势;三地的中温区所占比例最大,城市热力景观破碎度三地中上海市最高,5种热力景观比较,次中温区和高温区的破碎度最高;城市热力景观离散度三地中北京市最高,低温区和高温区的离散度较高。热环境空间自相关分析表明三地均以高温-高温区,低温-低温区集聚为主,北京、广州高温-高温区分布于南部,且集中成片分布,而上海市高温-高温区分布比较离散,相对较为复杂。从分布面积来说,10a中北京、上海表现为先减少后增加,而广州则持续减少。总体而言北京热环境恶化,而广州、上海热环境有所好转。

关键词：城市热环境热力景观格局空间质心景观格局指数空间自相关

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基于光谱特征变量的湿地典型植物生态类型识别方法--以北京野鸭湖湿地为例

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生态学报 2013年第4期33卷 1172-1185页

作者：林川宫兆宁赵文吉樊磊首都师范大学资源环境与旅游学院三维信息获取与应用教育部重点实验室资源环境与地理信息系统北京市重点实验室北京市城市环境过程与数字模拟国家重点实验室培育基地北京100048

光谱特征变量的选择对于湿地植被识别的精度和效率有着直接的影响作用。以华北地区典型的淡水湿地——野鸭湖湿地为研究区,采用Field Spec 3野外高光谱辐射仪,获取了野鸭湖典型湿地植物的冠层光谱。以野外高光谱数据为基础,首先利用一... 详细信息

光谱特征变量的选择对于湿地植被识别的精度和效率有着直接的影响作用。以华北地区典型的淡水湿地——野鸭湖湿地为研究区,采用Field Spec 3野外高光谱辐射仪,获取了野鸭湖典型湿地植物的冠层光谱。以野外高光谱数据为基础,首先利用一阶导数与包络线去除的方法,分析和对比不同植物生态类型的光谱特征,选定了用于识别植物生态类型的光谱特征变量,选定的8个光谱特征变量为红边位置WP_r、红边幅值Dr、绿峰位置WP_g、绿峰幅值Rg、510 nm附近的吸收深度DEP-510和吸收面积AREA-510、675 nm附近的吸收深度DEP-675和吸收面积AREA-675。其中,7种植物生态类型的一阶导数光谱特征差异较小,吸收特征差异性相对较大。除WP_r和WP_g外,沉水植物Rg和Dr平均值最低,湿生植物的Rg平均值最高,达到0.164,栽培植物的Dr平均值最高,达到0.012。7种植物生态类型在675 nm附近的DEP-675和AREA-675均高于510 nm附近的DEP-510与AREA-510,除去栽培植物,随着水分梯度的变化,其他6种植物生态类型的吸收深度和吸收面积都表现出先升高后降低的趋势。然后利用单因素方差分析(One-way ANOVA)验证了所选光谱特征变量的区分度,在P≤0.01的置信水平下,选取的8个光谱特征变量都能够较好的区分7种植物生态类型,区分度的最小值为13,最大值为18,并且吸收特征参数的区分度优于一阶导数参数。最后应用非线性的反向传播人工神经网络(BP-ANN)与线性判别分析(FLDA)的类型识别方法,利用选定的8个光谱特征变量进行湿地植物生态类型识别,取得了较好的识别精度,两种方法的总分类精度分别达到85.5%和87.98%。单因素方差分析(One-way ANOVA)和不同分类器的分类精度表明,所选的8个光谱特征变量具有一定的普适性和可靠性。

关键词：湿地植物生态类型高光谱光谱特征变量单因素方差分析(One-way ANOVA) 非线性的反向传播人工神经网络(BP-ANN) 线性判别分析(FLDA)

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叶冠尺度野鸭湖湿地植物群落含水量的高光谱估算模型

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生态学报 2011年第22期31卷 6645-6658页

作者：林川宫兆宁赵文吉首都师范大学资源环境与旅游学院三维信息获取与应用教育部重点实验室资源环境与地理信息系统北京市重点实验室北京市城市环境过程与数字模拟国家重点实验室培育基地北京100048

利用高光谱遥感技术定量估测野鸭湖湿地植被含水量,对于监测和诊断野鸭湖湿地植被的生理状况及生长趋势具有重要意义,也能够为高光谱遥感影像在野鸭湖湿地植被含水量诊断中的实际应用提供理论依据和技术支持。采用Field Spec 3野外高光... 详细信息

利用高光谱遥感技术定量估测野鸭湖湿地植被含水量,对于监测和诊断野鸭湖湿地植被的生理状况及生长趋势具有重要意义,也能够为高光谱遥感影像在野鸭湖湿地植被含水量诊断中的实际应用提供理论依据和技术支持。采用Field Spec 3野外高光谱辐射仪,获取了野鸭湖典型湿地植被冠层和叶片的光谱,并测定了对应的含水量。以上述实测数据为基础,首先以芦苇为例初步探明了不同含水量水平下典型湿地植被冠层和叶片光谱反射率的响应模式,然后采用相关性及单变量线性与非线性拟合分析技术,从冠层和叶片两种层次,对不同尺度下的含水量与"三边"参数及高光谱植被指数进行了分析拟合,并采用交叉检验中的3K-CV方法对估算模型进行了测试和检验,确立了不同尺度下野鸭湖湿地植被含水量的定量监测模型。结果表明:(1)随着含水量水平的增加,芦苇冠层与叶片光谱在可见光波段(350—760 nm)和红外波段(760—2500 nm)的反射率均呈逐渐降低趋势。(2)不同尺度含水量与选取的光谱特征参数整体上相关性较强,与"三边"参数基本上都呈极显著相关,相关系数最大达到0.906;与高光谱指数全部呈极显著相关,相关系数最小为0.455,最大达到0.919,并通过选取不同尺度上相关性最佳的光谱特征参数,分别基于"三边"参数和高光谱植被指数构建了不同尺度下的含水量估算模型。其中,冠层尺度下,黄边面积(SDy)与SRWI(Simple Ratio Water Index)的估算效果最好,估算模型分别为y=-9.462x2-2.671x+0.608和y=0.219e1.010x;叶片尺度下,红边面积(SDr)与WI(Water Index)的估算效果最好,估算模型分别为y=0.562x+0.376和y=2.028x2-0.476x-1.009。通过3K-CV的交叉验证,不同尺度下的含水量估算模型均取得了较为理想的预测精度,预测精度的最小值为94.92%,最大值为97.06%,表明估测模型具有较高的可靠性与普适性。(3)高光谱植被指数与含水量拟合方程的拟合度相对高于"三边"参数与之建立方程的拟合度,说明多波段组合的光谱特征参数更适合含水量的判别。

关键词：湿地植被植被含水量高光谱 “三边”参数植被指数北京野鸭湖湿地

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不同端元模型下湿地植被覆盖度的提取方法--以北京市野鸭湖湿地自然保护区为例

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生态学报 2013年第4期33卷 1160-1171页

作者：崔天翔宫兆宁赵文吉赵雅莉林川首都师范大学资源环境与旅游学院三维信息获取与应用教育部重点实验室资源环境与地理信息系统北京市重点实验室北京市城市环境过程与数字模拟国家重点实验室培育基地北京100048

植被覆盖度作为反映湿地植物生长状况的重要生态学参数,在评估和检测湿地生态环境方面起着关键的作用。以华北内陆典型的淡水湿地——北京市野鸭湖湿地自然保护区为研究对象,中等分辨率的Landsat TM影像为数据源,基于线性光谱混合模型(L... 详细信息

植被覆盖度作为反映湿地植物生长状况的重要生态学参数,在评估和检测湿地生态环境方面起着关键的作用。以华北内陆典型的淡水湿地——北京市野鸭湖湿地自然保护区为研究对象,中等分辨率的Landsat TM影像为数据源,基于线性光谱混合模型(LSMM)对研究区的植被覆盖度进行了估算。针对湿地植被类型丰富、土地利用类型多样化的特点,利用归一化植被指数(NDVI)在反映植物生长状况、覆盖程度以及区分地表覆盖类型方面的优势,通过对原始Landsat TM影像增加NDVI数据维对影像进行维度扩展,克服了传统研究中通常从Landsat TM影像上提取3—4种端元的局限,经最小噪声分离变换(MNF变换)、纯像元指数(PPI)计算以及人机交互端元选取等一系列运算,构建以陆生植物、水生植物、高反射率地物、低反射率地物、裸露土壤为组分的五端元模型来反映研究区的地物组成;同时,以原始Landsat TM影像为基础,构建植物、高反射率地物、低反射率地物、裸露土壤为组分的四端元模型。针对两种端元模型,采用全约束下的LSMM算法进行混合像元分解以获取研究区的植被覆盖度,其次辅以研究区的纯水体信息对其进行优化。精度检验采用相同时期的高分辨率WorldView-2多光谱影像来进行。研究表明:虽然四端元模型与五端元模型对植被覆盖度的估算结果在空间上具有基本一致的分布趋势,但是前者的估算结果在数值上要普遍低于后者,在研究区的水体及其附近,四端元模型难以体现水生植物的植被覆盖信息;另外,五端元模型的估算结果与检验数据的相关系数R达到0.9023,均方根误差(RMSE)为0.0939,明显优于四端元模型的R=0.8671和RMSE=0.1711。这反映了通过对影像进行维度扩展的方法来改进端元提取的数量是可行的,而由此构建的五端元模型可以更充分的反映研究区地物之间的光谱差异,从而获得更好的估算精度。

关键词：植被覆盖度野鸭湖湿地自然保护区归一化植被指数(NDVI) 端元提取线性光谱混合模型(LSMM)

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