用QuickBird、TM图像对塔河林业局可燃物类型划分及载量估测的比较研究

论文摘要

本文应用遥感图像对黑龙江省塔河林业局沿江林场的森林可燃物类型划分和可燃物载量估测分别进行了研究,在系统总结国内外森林可燃物研究的基础上,以我国森林可燃物积累较多、易发生火灾的黑龙江省塔河林业局沿江林场为研究对象,利用Quickbird图像、TM图像进行监督分类,将研究区地类分为阔叶林、樟子松林、落叶松林、灌丛、草甸、沼泽、火烧迹地、水体、公路、房屋10类。结果表明用Quickbird图像划分可燃物类型总体分类精度为79.35%,用TM图像划分可燃物类型总体分类精度为72.90%。使用Quickbird图像划分可燃物类型比使用TM图像分类精度提高了6.45%。阔叶林、落叶松和樟子松的制图精度和用户精度都较高,能够满足本研究的需要,针对有林地而言,Quickbird图像的分类精度较TM图像要高,其中落叶松的用户精度和樟子松的制图精度表现的尤为明显,TM图像无法像Quickbird图像将草甸完全区分出来,所以Quickbird图像中草甸的用户精度和制图精度明显高于TM图像。两幅图像对于无可燃物的地类分类精度普遍较高,但划分无可燃物地类的准确率相差不多。通过分析Quickbird、TM图像不同的图像特征:波段灰度值及其组合、植被指数筛选出待选自变量,选择多元线性回归分析的数学方法,直接和各种类型的可燃物载量建立估测模型。选择平均胸径、平均高林分因子作中间变量先和筛选出来的图像特征建立回归方程,再作自变量与各种类型的可燃物载量建立回归方程,间接建立了上述两种图像的图像特征和可燃物载量的估测模型。利用Quickbird、TM两种图像,选用平均胸径、平均高两个中间因子,以直接法、间接法两种手段分别建立凋落物层可燃物载量、地表总可燃物载量、空中可燃物载量、1h时滞可燃物载量、10h时滞可燃物载量、100h时滞可燃物载量、1000h时滞可燃物载量和总可燃物载量估测方程。分析R~2、MAE、MRE、RMSE四个评价指标检验模型估测精度,通过比较不同图像、不同中间因子、不同数学方法所建可燃物载量估测模型的精度挑选出最优模型,结果表明:利用Quickbird全色图像、以树影比例即SF作自变量、选用平均胸径作中间变量间接估测可燃物载量为最佳方法。证明了高分辨率的Quickbird遥感图像可以一定程度上提高可燃物载量估测精度。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 可燃物类型划分的研究
• 1.2.1 基于地面调查的可燃物类型划分的研究
• 1.2.2 利用遥感图像划分可燃物类型的研究
• 1.3 可燃物载量估测的研究
• 1.3.1 基于地面调查的可燃物载量估测的研究
• 1.3.2 利用遥感图像估测可燃物载量的研究
• 1.4 研究目的
• 1.5 主要研究内容
• 2 研究地区概况
• 2.1 气候条件
• 2.2 地形地貌
• 2.3 植被
• 2.4 土壤
• 2.5 森林火灾情况
• 2.6 本章小结
• 3 利用Quickbird图像和TM图像对可燃物类型进行划分
• 3.1 研究方法
• 3.1.1 数据来源
• 3.1.2 分类方法
• 3.2 结果与分析
• 3.3 Quickbird图像和TM图像分类结果比较分析
• 3.4 本章小结
• 4 利用Quickbird图像和TM图像估测可燃物载量
• 4.1 研究方法
• 4.1.1 野外调查
• 4.1.2 可燃物载量调查
• 4.1.3 遥感数据处理
• 4.2 结果与分析
• 4.2.1 QuickBird图像估测结果
• 4.2.2 TM图像估测结果
• 4.3 本章小结
• 5 结论与讨论
• 5.1 结论
• 5.1.1 可燃物类型划分的结论
• 5.1.2 可燃物载量估测的结论
• 5.2 讨论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢