[发明专利]一种快速测定草林植被盖度的数字式可视化方法

说明书

一、技术领域

本发明属于植被群落盖度计算方法与数字成像和计算机技术相结合的数字 化精细草业和林业技术领域；具体涉及一种快速测定草林植被群落盖度的数字式 可视化化方法。适用于数码相机拍摄角度垂直于地平线，草地植被高度小于1m， 盖度在5％-99％；森林植被高度大于5m，郁闭度在0.5以上的范围植被盖度测定。 本发明也适用于其他植被动态监测、资源调查和全球变化植被遥感监测等相关领 域。

二、背景技术

植被是重要的自然资源，是陆地生态系统的主要组分，其根系深入土壤，枝 叶接触空气，特有的蒸腾和光合作用使土壤、大气、水分等自然地理要素相互联 系、相互作用，实现了陆地生态系统的物质能量交换和生物化学循环。植被的类 型、数量和质量变化深刻影响陆地生态系统；相反，陆地生态系统的任何变化必 然在植被类型、数量或质量方面有所响应。植被盖度作为植被的直观量化指标， 很大程度上反映了植被的基本情况，是研究水文、气象、生态等方面区域或全球 性问题的基础数据，在各类相关理论和模型中普遍使用，因此建立快速、精准的 植被盖度测算方法对植被及相关领域的研究具有十分重要的意义(秦伟，2006)。

植被盖度是观测区域内植被垂直投影面积占地表面积的百分比，是刻画陆地 表面植被数量的一个重要参数，也是指示生态系统变化的重要指标。植被盖度是 许多气候模型和生态模型中的一个基本输入变量，其测量准确与否对土壤侵蚀和 植被变化的预报精度影响很大(顾祝军，2005)。在森林群落中，盖度不仅可以 反映下木层及草本层的光照情况，在某种程度上也反映了森林群落所处的演替阶 段，在森林群落的研究中具有重要意义。在实际的群落的群落学调查研究中，森 林盖度主要依赖于研究者的主观估计。虽然在一定程度上森林植被的盖度估计值 可以反映森林群落的数量特征，却由于不同研究者主观因素的掺入难以整合不同 研究者获得的植被盖度数据。此外，研究者通常假定对研究样地的森林植被盖度 是均一的，没有考虑到植被盖度在空间上的差异(高邦权，2006)。而草地植被 盖度获取的途径主要包括目测法、采样法、仪器法和遥感测量法。目测法简单易 行，过去许多历史资料中的植被盖度均是使用该法获得的，但是目测法主观随意 性大，精度与目测者的经验密切相关，误差可达10％以上，一般不宜用于植被覆 盖动态变化的模拟分析计算(章文波，2001)；采样法是对选定的地块，按照一 定的方法等距不连续采样，其中出现植被的样数占总样数的比值即为植被盖度， 相对与目测法，该法更加科学，测量结果较为准确，但费时费力；仪器法主要有 以下几种：空间定量计法(SQS)和移动光量法(TQS)均为利用传感其测量光 通过植被层的状况来计算植被盖度，需要专门的传感器装置，对设备要求较高， 野外操作不便(Thslrn，1979)。而仪器法中的近景摄影测量法对地表植被进行客 观，准确地测量，且操作简单、高效经济，为经验模型和遥感测量提供可靠的基 础和检验数据；遥感测量法是利用遥感技术提取研究区的植被光谱信息，再将其 与植被盖度建立相关关系，进而获得植被盖度的方法，主要适用于大的时间和空 间尺度范围。