基于QuickBird遥感图像黑石顶森林景观格局分析.pdf(4)

本论文的技术路线如下：l一童j[墨7．．．．．．．．．．．．．：l!．．．．．．，．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．：!1．．．．．一L 查竺兰～————乳……’／分瓷慝／．!：．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．J中山大学2006届硕士学位论文：基于OuickBird遥感图像的黑石顶森林景观格局分析2研究地区概况 2．1自然条件7N，黑石顶自然保护区位于广东省封开县，地理位置为111。53’E，23。27 总面积约40kin2，是北回归线上保护得最好的南亚热带常绿阔叶季雨林，这里植 物种类繁多，林相整齐。有高等植物和国家重点保护植物和富经济价值的树种 2000多种。 图2—1黑石顶自然保护区位置ThelocationofNaturcReserve Fig．2-1Heishiding黑石顶自然保护区地质构造特点是以加里东期花岗岩为主，南沙涌一带局部 地区为页岩构成。地势东南高西北低，地形起伏较大，属低山地貌，一般海拔150 —700m，主峰黑石顶海拔927m(施苏华，1987)。

从海拔数百米的谷底 ,直到海拔 7782米的南迦巴瓦峰顶 ,热带低山常绿半常绿季风雨林 、亚热带山地常绿半常绿阔叶林 、暖温带中山常绿针叶林、寒温带亚高山常绿针叶林 、亚寒带高山灌丛草甸、亚寒代高山冰原和寒带极高山冰原等生态系统, 沿谷坡依序分布 ,如此丰富的山地生态系统类型和山地植被类型的生物群落, 堪称世界之最, 因而被誉为世界山地植被类型的天然博物馆。植被类型为南亚热带常绿阔叶林群落。贵州植被丰厚,具有明显的亚热带性质,组成种类繁多,区系成分复杂.全省维管束植物( 不含苔藓植物)共有269科、1655属、6255种(变种).植物区系以热带及亚热带性质的地理成分占明显优势,如泛热带分布、热带亚洲分布、旧世界热带分布等地理成分占较大比重,温带性质的地理成分也不同程度存在.此外,还有较多的中国特有成分.由于特殊的地理位置,贵州植被类型多样,既有中国亚热带型的地带性植被常绿阔叶林,又有近热带性质的沟谷季雨林、山地季雨林。

南亚热 带低山常绿阔叶林保存较好，面积也较大，群落结构复杂，物种丰富。南亚热带 山地常绿阔叶林由于受1976年冬季大风雪的严重毁坏，至今仍林相惨败，缺少 大树，且林下苦竹发育成片，影响群落自然更新。南亚热带山地常绿阔叶矮林在 黑石顶仅见于八四八山顶-d,片面积很小，特征也不太显著。此外，本区内尚分 布有南亚热带常绿阔叶灌从、南亚热带丘陵山地草丛等，面积较小，且多位零星 分布。中山大学2006届硕：匕学位论文：基于QuickBird遥感图像的黑石项森林景观格局分析李勇(2000)根据实地植被调查结果和前人的研究资料，作出黑石顶自然保 护区群丛的分布图。／～j ‘：?i、：jj：：j， ≥～≯≥渗《誊毯，＼√一／j一》．J．,交tj／二≯73≮437／～!>＼＼卷鬻、j觎 }，、8i够、、 ， 、＼ ／ 图2-3黑石顶自然保护区群丛分布图ofassociationinNatureReserve Fig．Distribution Heishiding 表2．1黑石项自然保护区群丛 堡!!!!：!垒!!!!!!!!!坐旦!堡堕!i!g型!坐望垦!!!!堡 索引群丛索引群丛’ IndexAssociationindexAssociationl 粘木-．，J、叶胭脂一黄果厚壳桂41 马尾。

公+水栗一鸭脚木一芒其2 小硬I叶桐+鼠刺+黑叶柃42 马尾一 公+水栗一红皮子凌3 水粟-一阿丁枫一黄果厚壳桂一华南省藤43 马尾-公+米椎+黄杞 4 米椎 一毛桃木莲+马蹄荷一苦竹44 马尾 公+罗浮栲+壳菜果一华南省藤5 米椎 一黄果厚壳桂+桂北木姜一华南省藤45 一马尾： 公+藜蒴+鸭脚木 6 米椎 一阿]‘枫+岭南槭+光叶红豆一苦竹46 马尾． 公+荷树一鸭脚木7 马蹄‘ 苛一桂北术姜+陈氏钓樟一线齿47 马尾． 公+吊皮椎+荷树 8 狗牙， 住+阿丁枫+水栗一陈氏钓樟一华南省藤 48 马尾一 公+阿丁枫～网脉山龙眼9 阿r风+粘术一黄果厚壳桂+黄枝木49 马尾， 公一鸭脚小一芒萁 10 阿丁 风+小叶胭脂一陈氏钓樟一华南省藤50 马尾，险一鸭脚水一苦竹 11 阿丁 风+水粟+厚壳桂一红鳞蒲桃一苦竹5l 马尾 隆一桃金娘一芒萁 12 阿丁．风+金叶含笑+罗浮栲一苦竹6I 万山：爆竹林 31 杉木-吗尾松一鸭脚木一芒其62 桃金 琅一芒萁 32 杉木 一桃金娘一芒萁63 兰萁 7l 耕地64 芦竹 黑石顶自然保护区常见上层树种及其拉丁名见附表一；保护区群丛见附表二。

21中山大学2006届硕士学位论文：研究方法3研究方法 3．1实验数据 在整个实验研究中使用的数据有： (1)主要群丛边界调查数据； (2)实地样方调查数据； (3)黑石顶自然保护区数字高程模型； 3．2外业调查由于QuickBird卫星影像的空间分辨率(全色波段)达到O．6m，而一般的手 持GPS设备的精度为5～10m，而在高盖度树林中使用的时候，由于树木上层结 构而造成的卫星信号多次反射和折射，使得手持GPS设备定位精度更低，甚至 不能接受到卫星信号。所以，为TN定的样方数据在空问位置上能正确地叠加到 80RTK)。在实际的外业调查过程中，把基站设置在比较高的楼顶，RTK链路信号良好， 即使受到山体的阻挡，仍能在山体背面接受到基站信号，基站的信号覆盖范围在 黑石项自然保护区的山地林区能达到5km2。同时，移动站接受到的信号质量取 决于地形和测量点的上层树冠的盖度，其中地形的影响为主要的因素。在山体之 间地势低的沟谷由于四周山体的同时遮挡，能接受到信号的卫星一般不超过5 个，而且卫星的高度普遍很低，移动站自身并不能定位；则这种情况下，即使能 接受到基站的信号，也不能进行差分处理，并不能定位。

)，在每个像平面建立坐标系，经捆绑调整、图像处理匹配等处理、共线条件方程或其它相关数学计算后测得待测点坐标，以上【背景技术】均是在互联网上所查到，它们不是以测角的方式，测定摄影设备的主光轴的方位角和倾角，目的不是靠测定摄影设备的主光轴的方位角和倾角，不是用主光轴的方位角和倾角、以及各像点在像中位置来求到摄影中心到该像点所对应实物点的方位角和垂直角，并用各测站摄影中心坐标、高程，前方交会求到像点所对应实物点的坐标，和现在的经纬仪操作模式完全不同，并且计算坐标要用到共线条件方程等等较高学历所学知识，大多数测绘人员不懂其原理，遇到错误或误差也无从有利地处理，不利在大多数测绘单位和大多数测绘人员中推广运用，大量培训人员需花费大量财力，具有成本和推广效率的缺陷。北京揽宇方圆信息技术有限公司公司为北京市创新企业，通过了严格国际质量体系认证，产品和服务质量均有着优良的保证，曾独立提供国家重大遥感图像工程项目和遥感图像处理项目，经过多年在遥感行业的积累，在遥感影像数据供应方面形成了一整套解决方案，公司还拥有一支利用专业遥感信息处理软件进行航空、航天遥感数据处理的队伍，熟练进行遥感影像dom生产、dem提取、遥感动态监测、专题图制作、雷达卫xing变形监测、xu拟现实三维建模、地形图矢量化等处理工作，开展遥感处理技术培训与咨询服务，可解决各种行业针对空间遥感信息数据处理的业务化需求。对于每个影像（即不同 数目的波段组合的数据）分别选择不同数量的样 本，然后分析样本数量和波段数目对于分类精度 的影响。

图3-1Quickbird多波段图像(波段3、2、1合成)Quickbirdwithband Fig．3—1Multispectralimage，composited3，2，1 表3-1QuickBird空间分辨率 坠!!!!二!鱼!i!!堡!!!!坚!g!!P!!!型堡!!!!!!!： 波段成像象元大小投影象元大小 曼i!!旦l!!!!!；!￡!g!垡!!巳l!!!曼!垫 全色61cm to7260cm(Projected)fnadiOcm(25。off-nadiO2．442．88 多光谱m(nadir)to2．4m(Projected)m(25。off．nadiO中山大学2006届硕士学位论文：研究方法 表3-2影像波段范围 Table3-2BandsImage Band Bandwidth Pan 450．900nm Blue 450．520nm Green520-600nm Red 630．690nm NearIR760—900nm 位深：11bits 平面精度：水平方向23-meter(CE90％)由于成像时间为2005年10月21日，11点30分。10月21号太阳直射赤道，而黑石顶自然保护区位于北回归线下；虽然成像时间为接近中午时分ecognition 建筑物指数,土壤指数，但是太阳 高度角只有54_3。

。因此遥感图像受地形影响，表现出明显的光亮变化，根据山 脊和山谷分为阴坡区域和阳坡区域。所以，在外业调查的时候，结合图像的特点， 所有样本都考虑地形的因素，尽量在山体的阴坡和阳坡都测定样本。 3．3．2大气纠正numbervalue)，每一个卫星传感器把电磁辐射的强度记录为DN值(digital 图像的Dlq值都与确定的传感器类型相关，而且地球大气和地形的变化影u向了卫 星影像光谱的原本特性。进行大气纠正消除大气和地形的影响，从而获得地球表 明的物理参数：地表反射率，叶面积指数，地表温度等：当进行多时相，多传感 器影像比较和分析的时候，也必须进行大气纠正，把图像的DN值变成通用的物 理单位。 ‘ 根据纠正方法的原理和复杂性，大气纠正的结果一般为三种类型的放身J率： 不考虑大气因素的行星反射率，考虑大气状态的地面反射率和同时考虑大气状 态、连接因素的地面反射率。本实验采用常用的暗目标(Dark—ObjectMethods) 法，作大气纠正。纠正的步骤如下：radiancel 1．DN值转换为卫星辐射亮度(satellite 2．卫星辐射值转换为卫星反射率(satellitereflectance)reflectance) 3．卫星反射率转换为地面反射率(groundradiance) 1．DN值转换为卫星辐射值(satellite把OuickBirdND值转换为卫星辐射亮度的方法基于DigitalGlobe公司提供的 计算公式(Krause，2003)。

所需要的转换参数在图像的支持文件中给出。转换中山大学2006届硕士学位论文：基于QuickBird遥感图像的黑石顶森林景观格局分析 公式如下：4，absCalFactorBandq％畦‰试AZBandm-2sr。1u L=卫星辐射亮度(W m-1) qPixel，B。。d=图像象元DN值(counts)L=一 absCalFactorBand=绝对辐射校正因子(wm。2sr一1count。1)Globe给出的参数(Krause，2003) AA=各个波段的有效波长，引用Digital 2．卫星辐射值转换为卫星反射率(satellitereflectance) 反射率(卫星反射率)的计算公式如下：玎·L-d2’p2———————7=i(2)…ESUN·cos(眩) P=卫星反射率(取值范围0～1) Ⅱ=3．1415926 L=satellitem。2sr。1um一。)radiance(mW d2=天文单位的平均地日距离的平方m。2la ESUN=各波段平均辐射照度(wm。1) SZ=太阳天顶角(弧度) 天文单位的平均地日距离的计算使用下面的公式：d2=(1—0．016741 JD是影响成像时的JulianDay(仅是使用天数记录日期的历法)。

中山大学2006扁硕上学位论文：研究方法 表3．3 DN转换为卫星反射率所需要的全部参数he 1hMe3-3tocalculatesatellitereflectanceofInputparametersQuickBirdimage．参数值描述ParameterValueDescribe Lm。sr-111E．q．1的计算结果单位由Wm。转化pm-1为mWm-2sr"1 平均地日距离O．991444365个天文单位由E．q．3计算出，21．10．2005的JD是293 ESUNI|由PCI的ATCOR模块给出QuickBird卫星各个波段的ESUN值町＆；阱阱断 ==lI"啪m蜥埘州 太阳天顶角35．7。：0．812083527弧度reflectance) 3．卫星反射率转换为地面反射率(ground遥感影像中一般存在反射率很低地物，如浓密植物所造成的阴影区，LU问水 库的洁净水体，这些地物称为暗目标(darkobject)。传感器接收到的来自于这些 目标物像元的辐射值近似看作完全是程辐射的贡献，可以用于大气光学厚度的估 算。在遥感影像中寻找阴影或无风浪的清洁水体(最好是山问水库)，利用植被 指数高和红外波段反射率低的特性或者利用中红外通道的反射率低的特性，估测 暗像元在可见光通道的反射率，反演出大气光学厚度，用于整幅图像的大气纠正。