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无人机RGB影像在高寒草地狼毒入侵监测及盖度估算中的应用

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中国草地学报 2023年第2期45卷 1-12页

作者：刘咏梅胡念钊龙永清王雷盖星华董幸枝西北大学城市与环境学院陕西西安710127 陕西省地表系统与环境承载力重点实验室陕西西安710127

有毒植物入侵对草地生态系统和生物多样性的影响日益严重,无人机遥感为毒草防治提供了快速高效的监测方法。以青藏高原危害最严重的有毒植物狼毒为研究对象,探讨基于无人机影像的高精度狼毒遥感识别及盖度估算方法。在盛花期获取典型狼... 详细信息

有毒植物入侵对草地生态系统和生物多样性的影响日益严重,无人机遥感为毒草防治提供了快速高效的监测方法。以青藏高原危害最严重的有毒植物狼毒为研究对象,探讨基于无人机影像的高精度狼毒遥感识别及盖度估算方法。在盛花期获取典型狼毒入侵草甸的无人机RGB正射影像,结合植被指数、色彩变换和纹理滤波方法提取狼毒识别特征,通过ReliefF-VIF/Pearson二次降维筛选出6项最优特征,基于RF、SVM和ANN三种机器学习算法构建狼毒识别模型。结果表明,与原始RGB波段相比,优选特征使狼毒识别精度有效提高4%~7%。三种分类方法的分类总精度和狼毒分类精度均大于81%,基于优选特征的RF和SVM模型的分类总精度和狼毒分类精度达到91%以上,狼毒识别效果最佳。随着统计单元的增大,利用无人机RGB影像分类结果估算狼毒盖度的精度明显下降但稳定性逐渐增加,斑块尺度50~60 cm是狼毒盖度估算的最优尺度。

关键词：植被指数色彩变换纹理滤波机器学习狼毒盖度

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涠洲岛西局部造礁石珊瑚盖度和大小频率分布

广西科学 2023年第3期30卷 532-542页

作者：周浩郎梁文广西海洋科学院(广西红树林研究中心) 广西南宁530007 广西海洋科学院(广西红树林研究中心) 广西红树林保护与利用重点实验室广西北海536000

本研究通过分析珊瑚大小频率分布,探讨涠洲岛西局部造礁石珊瑚群落结构特点和种群动态,以了解珊瑚的生活史和所经历的变化。所分析的珊瑚大小数据来自2021年2月24-26日开展的涠洲岛西珊瑚礁的造礁石珊瑚样带调查,利用对数转换将珊瑚大... 详细信息

本研究通过分析珊瑚大小频率分布,探讨涠洲岛西局部造礁石珊瑚群落结构特点和种群动态,以了解珊瑚的生活史和所经历的变化。所分析的珊瑚大小数据来自2021年2月24-26日开展的涠洲岛西珊瑚礁的造礁石珊瑚样带调查,利用对数转换将珊瑚大小变换为珊瑚迭代,然后作直方图对珊瑚大小频率分布加以分析。分析结果表明,片状的牡丹珊瑚属Pavona和块状的滨珊瑚属Porites、角蜂巢珊瑚属Favites、盘星珊瑚属Dipsastraea等在涠洲岛西局部珊瑚群落中占优势(珊瑚面积和珊瑚个数)。对数转换的大小频率分布呈正态分布,偏斜不明显,变异系数小于0.5,表明这些珊瑚目前处于正常的自然补充、生长和死亡过程。涠洲岛西局部造礁石珊瑚盖度降低,主要是因为个体大的枝状珊瑚锐减。

关键词：涠洲岛珊瑚盖度大小频率分布对数转换

改正的盖度-坡度-OSAVI反演法的江西省草地资源盖度预测

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测绘通报 2023年第1期 141-144页

作者：曹庆安涂梨平冷鹏江西省核工业地质调查院江西南昌330031 江西农业大学江西南昌330045 江西核工业测绘院集团有限公司江西南昌330100

草地资源调查中盖度具有较为直接的代表性,目前对盖度的调查以人工实地调查为主。针对大区域的实地调查投入大、周期长等问题,本文以Landsat 8、ASTER GDEM影像、地理国情普查中草地图斑及134个实地样地调查数据的盖度数据为数据源,通... 详细信息

草地资源调查中盖度具有较为直接的代表性,目前对盖度的调查以人工实地调查为主。针对大区域的实地调查投入大、周期长等问题,本文以Landsat 8、ASTER GDEM影像、地理国情普查中草地图斑及134个实地样地调查数据的盖度数据为数据源,通过提取坡度数据、选取74个实地样点盖度调查数据及优化的土壤调节植被指数(OSAVI),建立相关模型,对研究区的草地资源的盖度进行反演,形成全域草地盖度灰度值图斑分布图。对60个实地调查的样地盖度与反演盖度进行误差分析,最终显示反演盖度与实地盖度高度一致。

关键词：盖度坡度 OSAVI 反演草地

无人机航测技术在测定东郊椰林海草盖度的研究

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无人机航测技术在测定东郊椰林海草盖度的研究

作者：蔡绍孟海南热带海洋学院

学位级别：硕士

海草盖度是反映海草床生态状况重要指标。本论文采用无人机航测技术,通过航拍方案设计和飞行条件试验获取了东郊椰林海域高分辨率海草影像图,结合ArcGIS软件影像分类工具和3D工具进行海草颜色特征提取并矢量化,反演了海底海草的分布情况... 详细信息

海草盖度是反映海草床生态状况重要指标。本论文采用无人机航测技术,通过航拍方案设计和飞行条件试验获取了东郊椰林海域高分辨率海草影像图,结合ArcGIS软件影像分类工具和3D工具进行海草颜色特征提取并矢量化,反演了海底海草的分布情况,研究出海草盖度计算的新方法,以东郊椰林海底海草为例研究了该区海草生态特征,计算了(300×500)m范围内海草盖度。文昌市东郊椰林海域海草主要分布于离岸300 m以内的珊瑚礁砰上,呈斑块状、间隔式分布,采用ArcGIS软件工具最大似然法获取调查区的有斑块状海草分布区860个,海草集中分布区面积为23 443 m,比例为17.96%。实地调查到圆叶丝粉草(Cymodocea rotunda)、单脉二药草(Halodule uninervis)、海菖蒲(Enhalus acoroides)、泰来草(Thalassia hemprichii)和卵叶喜盐草(Halophila ovalis)5种,优势种为泰来草(Thalassia hemprichii),单脉二药草和卵叶喜盐草分布在潮间带有淤泥的低潮区;圆叶丝粉草分布在低潮带至潮下带的上部,海底堆积和冲刷区的交界处;泰来草在不同水深处均有分布,分布面积最大。ISO聚类非监督分类计算得到海草覆盖面积为16 423 m,海草盖度为12.58%。在调查区的东南区是马尾藻的密集分布区,马尾藻主要生长在水深0.5-2 m的礁石上,呈零星式分布,颜色均为黄褐色,平均株高约为30 cm,呈圆柱状漂浮生长,计算得到马尾藻约有2879簇,面积约为755.6 m,占比为0.5%,调查发现了宽叶马尾藻(S.euryphyllum)、匍枝马尾藻(S.polycystum)和重缘叶马尾藻(S.duplicatum)3种。本文提出一种基于无人航测技术结合ArcGIS工具计算海草盖度的方法可以应用于海草盖度调查和生态监控工作。

关键词：无人机航测东郊椰林海草盖度非监督分类

白洋淀不同沉水植物盖度下浮游植物群落结构及变化

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水生态学杂志 2021年第1期42卷 75-83页

作者：张军旺谢骏李志斐张晓可王广军张凯刘阳肖国华中国水产科学研究院珠江水产研究所农业部热带亚热带水产资源利用与养殖重点实验室广州510380 上海海洋大学水产与生命学院上海201306 广东省水产养殖污染修复生态工程研究中心广州510380 安庆师范大学水生生物保护与水生态修复安徽省高校工程技术研究中心安庆246133 河北省海洋与水产科学研究院秦皇岛066200

为研究不同沉水植物盖度下浮游植物群落结构及变化规律,为水域生态修复提供科学依据,在白洋淀选取了4个盖度水平区域,分别为25%、50%、75%和90%(C-25、C-50、C-75、C-90),对照区域(C-0)结合水体理化参数和浮游植物群落结构特征,评价出... 详细信息

为研究不同沉水植物盖度下浮游植物群落结构及变化规律,为水域生态修复提供科学依据,在白洋淀选取了4个盖度水平区域,分别为25%、50%、75%和90%(C-25、C-50、C-75、C-90),对照区域(C-0)结合水体理化参数和浮游植物群落结构特征,评价出沉水植物的最佳盖度。结果表明,沉水植物组均可有效降低水体总氮(TN)、总磷(TP)、溶解性固体总量(TDS)和电导率(SPC),而C-50组的TN和TP浓度最低。对浮游植物群落结构分析发现1)沉水植物组浮游植物种类数高于对照组,各组绿藻门比例最高且均在50%以上;2)C-50组蓝藻门优势种最少且比例显著低于其他组(P度和生物量随沉水植物盖度的增加而降低,且占比最大的分别是蓝藻门和绿藻门;4)Margalef指数随盖度增加表现出先上升后降低的趋势;而Shannon-Weiner指数和Pielou指数随盖度的增加而增大;5)RDA表明,C-90、C-75和C-0组的浮游植物群落主要受TDS、SPC、pH、叶绿素a、高锰酸钾指数和透明度等环境因子的影响;C-50和C-25组浮游植物群落受环境因子的影响较小,说明水生态系统较稳定且受环境的影响小。鉴于盖度为50%时,TDS、SPC、TN和TP浓度最低;蓝藻门比例和优势种较低,Margalef指数最高,在水生态保护或修复时,建议沉水植物盖度以50%为宜。

关键词：盖度沉水植物白洋淀浮游植物群落结构

塔里木河下游地下水埋深与建群植物盖度之间的耦合模型研究

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干旱区资源与环境 2015年第12期29卷 104-108页

作者：王希义徐海量潘存德白玉锋王敏新疆农业大学乌鲁木齐830052 中国科学院新疆生态与地理研究所乌鲁木齐830011

文中采用对数正态分布模型,通过对塔里木河下游地区进行野外实地监测,建立了研究区内建群植物-胡杨与柽柳盖度和地下水埋深之间的关系模型,并依据输水次数和地下水埋深的变化对研究区内建群物种的潜在盖度进行了模拟。结果表明:1)胡杨... 详细信息

文中采用对数正态分布模型,通过对塔里木河下游地区进行野外实地监测,建立了研究区内建群植物-胡杨与柽柳盖度和地下水埋深之间的关系模型,并依据输水次数和地下水埋深的变化对研究区内建群物种的潜在盖度进行了模拟。结果表明:1)胡杨最适地下水位与平均地下水位分别为2.43m和4.58m,而柽柳的为2.31m和3.53m;2)模型所计算的结果与黑河流域额济纳旗地区相一致,准确度较高,具有一定的实用性;3)在研究区内,胡杨和柽柳潜在的盖度分别为16.98%和17.24%,与实测值之间没有显著性的差异,造成这些微小差异的原因主要是人类活动和气候变化的影响。

关键词：动态耦合模拟建群植物盖度地下水位塔里木河下游

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双频识别声呐提取沉水植物盖度的可行性初探

长江科学院院报 2019年第9期36卷 29-33页

作者：赵钢王茂枚徐毅舒实蔡军江苏省水利科学研究院南京210017 河海大学土木与交通学院南京210024

沉水植物作为湖泊生态系统的初级生产者,在固定底泥、防止沉积物再悬浮、净化水质等方面具有重要的环境功能。因此,探究沉水植物的分布、群落结构及其演替规律,对于湖泊水生态环境修复工作有着重要意义。传统的沉水植物调查方法不仅调... 详细信息

沉水植物作为湖泊生态系统的初级生产者,在固定底泥、防止沉积物再悬浮、净化水质等方面具有重要的环境功能。因此,探究沉水植物的分布、群落结构及其演替规律,对于湖泊水生态环境修复工作有着重要意义。传统的沉水植物调查方法不仅调查效率低,而且在取样过程中会对沉水植物造成破坏,有必要探索更为高效科学的调查方法。由于双频识别声呐可实现在浑浊、黑暗的水下获得清晰的影像,利用双频识别声呐探测技术在不破坏沉水植物的情况下获取了太湖贡湖湾4种典型沉水植物在不同季节的影像数据,通过影像处理提取沉水植物盖度。结果表明该方法获得的盖度与传统调查结果较为接近,且该方法更加方便快捷,可为湖泊水生态环境修复提供支撑。

关键词：沉水植物盖度双频识别声呐图像处理人工样方法湖泊水生态

腾格里沙漠人工固沙植被演替生物土壤结皮盖度对沙埋的响应

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生态学报 2017年第18期37卷 6138-6148页

作者：赵芸贾荣亮滕嘉玲贾文雄高艳红中国科学院西北生态环境资源研究院沙坡头沙漠试验研究站兰州730000 中国科学院大学北京100049 西北师范大学地理与环境科学学院兰州730000

生物土壤结皮(简称结皮)的形成与发展是沙区固沙植被建设成功的重要标志之一,其盖度随固沙植被演替的变化趋势是表征该植被系统地表稳定性的一个直观性生态学指标。利用空间代时间的方法,以腾格里沙漠不同始植年代(1956、1973、1981和1... 详细信息

生物土壤结皮(简称结皮)的形成与发展是沙区固沙植被建设成功的重要标志之一,其盖度随固沙植被演替的变化趋势是表征该植被系统地表稳定性的一个直观性生态学指标。利用空间代时间的方法,以腾格里沙漠不同始植年代(1956、1973、1981和1987年)固沙植被区发育的4种优势结皮-真藓(Bryum argenteum Hedw.)结皮、土生对齿藓(Didymodon vinealis(Brid.)Zand.)结皮、齿肋赤藓(Syntrichia caninervis Mitt.)结皮和藻-地衣-藓类混生结皮(Mixed crust)为研究对象,在测定结皮盖度、高度以及粗糙度随沙埋厚度逐渐增加变化的基础上,计算了使结皮盖度(从99.99%)开始降低的初始沙埋厚度(D1)和盖度降低为0%的临界沙埋厚度(D2),研究了该区固沙植被演替过程中结皮盖度对沙埋厚度增加的响应特征及其相关机制。结果显示:(1)4种结皮的盖度随沙埋厚度的增加呈logistic曲线逐渐降低。(2)在同一年代固沙区不同种间比较,混生结皮的D1值最小,D2值最大;真藓结皮的D1和D2值均小于其他两种藓类结皮;土生对齿藓结皮和齿肋赤藓结皮因固沙年限的不同而不同,在1956年固沙区,土生对齿藓结皮盖度随沙埋厚度增加的降低速率逐渐减小,D1和D2值逐渐增大。(4)结皮总盖度随沙埋厚度增加的降低速率逐渐减小,表明随固沙植被演替,结皮对沙埋的抵御能力逐渐增强,固沙区植被系统地表稳定性增加。(5)结皮的粗糙度和高度随固沙植被演替逐渐增加,并显著影响了4种结皮盖度随沙埋厚度增加的降低速率、D1及D2值。研究为全面评估沙埋对沙区结皮结构、功能的影响乃至固沙植被稳定性提供了参考。

关键词：植被演替生物土壤结皮沙埋盖度粗糙度

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草地植被盖度遥感抽样调查方法研究

青海科技 2022年第5期29卷 154-160页

作者：丁成翔青海大学畜牧兽医科学院西宁810016

为快速掌握区域草地资源变化情况,及时采集草地植被盖度数据,本文以青海省海南州为例,采用Sentinel-2遥感数据结合地面调查,反演出该区域草地植被盖度近似真值,以5000 m×5000 m网格抽样框提取出MOD13Q1植被盖度作为抽样底图,选取5项评... 详细信息

为快速掌握区域草地资源变化情况,及时采集草地植被盖度数据,本文以青海省海南州为例,采用Sentinel-2遥感数据结合地面调查,反演出该区域草地植被盖度近似真值,以5000 m×5000 m网格抽样框提取出MOD13Q1植被盖度作为抽样底图,选取5项评价指标,评价了基于自然间断点分级算法的分层抽样方法。结果表明:基于自然间断点分级法的分层抽样满足方法要求,其样本容量、抽样误差、回归模型拟合的决定系数、均方根误差、平均相对误差分别为33、0.8%、0.966、3.32%、4.06%,经验证可备选作为草地植被盖度调查快速监测方法。

关键词：草地植被盖度遥感反演分层抽样