[发明专利]一种城市森林叶面积指数景观尺度推演方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种城市森林叶面积指数景观尺度推演方法。

背景技术

城市森林作为城市生态系统中的重要组成部分，具有诸多的生态服务功能如固碳释氧、吸收大气污染、降低热岛效应、保护生物多样性等，它是城市生态系统良好运行的重要保障。城市森林叶面积是影响城市森林生态功能发挥的一个非常重要的因素。城市森林与大气之间的一些重要的生态过程如蒸腾、碳交换及能量交换等，其都受到城市森林叶面积的影响。因此如何快速的获取城市森林叶面积指数从而了解城市森林现状进而最大限度的提高城市森林的生态功能是目前急需解决的一个问题。

然而，目前的城市森林叶面积指数数据是紧缺的，主要是因为以样方调查为基础的传统城市森林叶面积指数的获取方式费时费力。且获取的都是基于样方的点状非连续数据，无法在城市景观尺度上对城市森林叶面积指数进行评价，城市森林叶面积指数的空间数据的缺失可以显著地影响到城市森林生态功能空间分析研究，城市森林叶面积指数在空间上如何呈现及其异质性规律是值得关注的重要问题。总之，目前仍缺乏在景观尺度上获取城市森林叶面积指数的快速有效方法，无法满足我国城市森林管理与宜居城市建设的实际需求。

发明内容

本发明目的是为了解决现有城市森林管理过程中，景观尺度上城市森林叶面积指数数据难以获取的问题，而提供一种城市森林叶面积指数景观尺度推演方法。

本发明一种城市森林叶面积指数景观尺度推演方法具体是按以下步骤进行：

一、城市森林叶面积指数的实地测量：在夏季，利用ArcGIS10.3空间分析软件在研究区采用分层随机采样的方式进行城市森林样方的布设；森林样方设定完成后，采用GPS系统对各个森林样方的位置进行定位，然后采用TRAC植被冠层分析仪对各个森林样方内的城市森林叶面积指数进行测量；所述森林样方包括道路林、附属林、景观游憩林、生产林和生态公益林；

二、城市森林植被指数获取：在布设森林样方的同一时间点通过TM/ETM影像遥感影像采集数据源，对数据源进行图像剪裁、几何校正和大气校正，然后从数据源中提取研究区内的多种植被指数，然后采用相应计算公式在ENVI 4.6中进行计算反演，获取城市森林植被指数的空间数据，通过各个森林样方的位置提取森林样方内城市森林植被指数，作为构建模型的数据；

三、构建城市森林叶面积指数尺度推演模型：依据步骤一得到的各个森林样方内的城市森林叶面积指数和步骤二得到的多种植被指数；在森林样方尺度上，首先采用相关性分析多种植被指数与各个森林样方内的城市森林叶面积指数之间的定性关系，得到最优植被指数；然后采用多元回归定量分析最优植被指数与各个森林样方内的城市森林叶面积指数之间的关系，构建城市森林叶面积指数尺度推演模型；并通过步骤一得到的各个森林样方内的城市森林叶面积指数对城市森林叶面积指数尺度推演模型进行验证。

本发明的有益效果：

本发明采用高精度差分GPS系统进行样方的位置(GPS)定位，从而有效准确的提取样方所在TM影像像元的植被指数，为构建尺度推演模型提供精确的数据支持。

本发明可以综合运用遥感、地理信息系统技术与样方实地调查相结合的方法针对城市森林叶面积指数在景观尺度上得到快速重建；快速直观的明确了城市森林叶面积指数的空间格局的情况。本项研究对于明确城市森林在景观尺度上合理布局提供了数据参考，对城市森林的合理规划具有重要的指导意义。本发明方法简便、重建速度快、造价低且管理容易，可广泛应用于城市森林生态系统的管理中。

附图说明

图1为实施例一基于NDVI的城市森林叶面积指数估测模型曲线；

图2为实施例一的叶面积指数估测模型精度验证。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式的一种城市森林叶面积指数景观尺度推演方法具体是按以下步骤进行：

一、城市森林叶面积指数的实地测量：在夏季，利用ArcGIS10.3空间分析软件在研究区采用分层随机采样的方式进行城市森林样方的布设；森林样方设定完成后，采用GPS系统对各个森林样方的位置进行定位，然后采用TRAC植被冠层分析仪对各个森林样方内的城市森林叶面积指数进行测量；所述森林样方包括道路林、附属林、景观游憩林、生产林和生态公益林；