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基于3S技术适宜林分郁闭度研究

作　者: 赖光辉
导　师: 刘健
学　校: 福建农林大学
专　业: 森林经理学
关键词: 3S技术林分土壤侵蚀定量估测适宜郁闭度
分类号: S758.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 128次
引　用: 4次
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内容摘要

林业是国民经济的重要组成部分,森林是林业经营的主体,实现水土保持、防止土壤侵蚀是森林生态系统重要生态效能之一。林分郁闭度是反映林分密度的重要指标,其大小直接影响到林分的整体生物量状况,进而影响到林分水土保持能力的正常发挥,因此分析林分郁闭度和土壤侵蚀间的关系,确定合理的、适宜的林分郁闭度具有重要的现实意义。本文以福建省永安市为研究区,在“3S”技术的支持下,利用永安市2003年TM与ETM+融合影像,辅以DEM数据、2003年一类外业调查数据库等,在永安市森林资源专题信息提取的基础上,以防止土壤侵蚀为目标,确定了不同树种的适宜林分郁闭度,以期能为不同林分经营管理、森林资源调查、生态公益林建设、水土保持工作和森林生态研究提供技术支持和理论基础。研究主要结果如下:(1)基于光谱特征,选取适当的光谱阈值,采用分层分类法、监督分类法结合人机交互目视解译等,先后实现了永安市2003年土地利用类型专题信息、森林资源类型专题信息的提取。分类结果中林地分类精度为93.15﹪;杉木林为89.66﹪;马尾松林为86.81﹪;阔叶林为85.54﹪。(2)以永安市2003年一类调查样地资料为基础,参考相关文献设置了20个估测因子,然后应用岭估计方法进行了因子优选和林分郁闭度估测模型的建立,进而实现了永安市2003年林分郁闭度的反演。经模外数据验证,反演精度达到85.58﹪。(3)本研究结合永安市的实际情况,依据USLE构建了适合的土壤侵蚀模型,并通过计算得到了模型中的各因子(R、K、LS、C)图,最终通过ERDAS软件中的建模功能将各因子图进行叠加连乘,实现了永安市2003年土壤侵蚀的定量估测,为进行林分郁闭度与土壤侵蚀量间的关系研究提供了数据基础。(4)以防止土壤侵蚀为目标,杉木林、马尾松林、阔叶林林分为主要研究对象,坡向、坡度的不同等级组合为前提条件,通过产生的随机样地点对林分郁闭度和土壤侵蚀量进行了提取及关系研究,建立多项式方程,对各林分在不同条件下的最适宜林分郁闭度进行了确定,同时结合永安市实际情况对确定结果进行了分析,进而提出了永安市以防止土壤侵蚀为目标的杉木林适宜林分郁闭度为0.70～0.78;马尾松林适宜林分郁闭度为0.72～0.80;阔叶林适宜林分郁闭度为0.66～0.74;总体适宜林分郁闭度为0.70～0.78。

全文目录

摘要  8-9
ABSTRACT  9-11
1 引言  11-22
  1.1 研究目的与意义  11-12
  1.2 研究进展与存在问题  12-19
    1.2.1 研究进展  12-18
    1.2.2 存在问题  18-19
  1.3 问题的提出  19
  1.4 研究目标与内容  19-20
    1.4.1 研究目标  19-20
    1.4.2 研究内容  20
  1.5 研究方法  20-21
    1.5.1 研究使用的主要分析工具  20
    1.5.2 研究采用的主要方法  20-21
  1.6 研究技术路线  21-22
2 研究区概述  22-26
  2.1 地质地貌  22-23
  2.2 气候  23
  2.3 土壤  23
  2.4 水文  23
  2.5 森林资源状况  23-24
  2.6 水土流失状况  24-26
3 研究数据资料的获取、处理与信息提取  26-48
  3.1 永安市主要数据资料的来源  26
    3.1.1 遥感影像数据资料  26
    3.1.2 GIS 和主要图件数据资料  26
    3.1.3 外业调查及其他数据资料  26
  3.2 永安市行政区矢量图的裁剪  26-27
  3.3 遥感影像预处理  27-31
    3.3.1 遥感影像几何校正  27-29
    3.3.2 遥感影像镶嵌与裁剪  29-30
    3.3.3 图像融合  30-31
  3.4 永安市DEM 数据的裁剪及地形因子的提取  31-36
    3.4.1 DEM 数据的裁剪  31-32
    3.4.2 地形因子的提取  32-36
  3.5 土地利用类型及森林资源类型专题信息的提取  36-47
    3.5.1 土地利用和森林资源分类系统的确定  36
    3.5.2 分层分类法与实现流程  36-37
    3.5.3 土地利用类型专题信息的提取  37-42
    3.5.4 森林类型专题信息的提取  42-47
  3.6 本章小结  47-48
4 林分郁闭度定量估测研究  48-60
  4.1 可选变量因子设置  48-51
    4.1.1 RS 信息的选择  49-50
    4.1.2 GIS 信息的选择  50-51
  4.2 林分郁闭度估测自变量的优选  51-54
    4.2.1 自变量筛选原理  51-52
    4.2.2 自变量筛选原则  52
    4.2.3 最优变量因子的选择  52-54
  4.3 林分郁闭度定量估测模型的建立  54-55
  4.4 估测模型的精度验证  55-57
  4.5 林分郁闭度的反演  57-59
  4.6 本章小结  59-60
5 土壤侵蚀定量估测研究  60-80
  5.1 土壤侵蚀定量估测原理  60-61
  5.2 USLE 模型支持下的土壤侵蚀估测  61-62
  5.3 土壤侵蚀估测模型各因子的获取  62-78
    5.3.1 降水侵蚀力因子(R)  62-64
    5.3.2 土壤可蚀性因子(K)  64-67
    5.3.3 地形因子(LS)  67-71
    5.3.4 植被经营管理因子(C)  71-77
    5.3.5 侵蚀防治措施因子(P)  77-78
  5.4 土壤侵蚀量(A)  78
  5.5 本章小结  78-80
6 以防止土壤侵蚀为目标的适宜林分郁闭度研究  80-95
  6.1 研究对象的选择和前提条件的界定  80-82
  6.2 条件组合图的建立及相应数据的提取与筛选  82-83
    6.2.1 条件组合图的建立  82
    6.2.2 各种组合相应数据的提取  82-83
    6.2.3 利用三倍标准差法进行数据筛选  83
  6.3 主要树种在不同条件下最适宜林分郁闭度的确定  83-93
    6.3.1 杉木林最适宜林分郁闭度的确定  83-87
    6.3.2 马尾松林最适宜林分郁闭度的确定  87-90
    6.3.3 阔叶林最适宜林分郁闭度的确定  90-93
  6.4 杉、马、阔综合最适宜林分郁闭度的确定  93
  6.5 结果分析与适宜林分郁闭度提出  93-94
  6.6 本章小结  94-95
7 结论与展望  95-97
  7.1 主要结论  95-96
  7.2 存在问题和研究展望  96-97
参考文献  97-104
致谢  104

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