植被设计（通用12篇）
植被设计 篇1
摘要：在高速公路建设中, 由于平纵线形及防洪要求较高, 高填深挖路段频繁出现。破坏了原有的植被覆盖层, 加剧了生态系统的退化。针对植被护坡的设计进行了探讨。
关键词：植被护坡,设计,方法
在高速公路建设中, 由于平纵线形及防洪要求较高, 高填深挖路段频繁出现。破坏了原有的植被覆盖层, 导致出现大量的次生裸地以及严重的水上流失现象, 加剧了生态系统的退化。当前, 伴随着西部大开发步伐的加快, 将会出现更多的山体开挖, 产生更严重的生态环境破坏问题。这种现状与可持续性发展理念严重不符, 造成了高速公路沿线综合社会效益的损失, 因此, 如何快速恢复高填深挖边坡的生态环境并实现坡面的植被防护是亟需研究和解决的课题。
以往的边坡处理往往过分追求强度功效, 大多采用浆砌片石及喷射混凝土等灰色防护。不但破坏了自然生态的和谐, 还破坏了区域水环境, 坡面经常出现渗水漏水现象, 最终造成边坡强度降低, 出现各种形式的破坏。采用植被护坡技术, 绿色植物完全覆盖边坡, 不仅能防护浅层边坡, 尽可能减少对区域水环境的破坏, 保证边坡局部圬工防护的寿命, 降低工程造价, 而且能恢复已经破坏的植被, 美化环境, 保持水土, 有效地解决边坡防护工程与生态环境破坏的矛盾, 实现人类活动与自然环境的和谐共处。
植被护坡技术在我国高速公路建设中现在已被广泛应用并获得长足发展, 下面分类介绍几种最常用的植被护坡类型:
1 单纯的植被护坡方法
单纯的植被护坡方案一般造价较低、工艺简单、在条件允许的情况下, 是进行绿化设计的首选方案。
1.1 播撒草种
最简单经济的植被护坡形式应是直接人工撒播草种, 但其要求边坡坡率舒缓, 覆盖土壤肥沃湿润, 必须在适宜季节施工, 并且从播种到成坪需要1~2个月的时间。苛刻的条件使人工撒播这种植被防护形式在高速公路建设中已很少用到。
1.2 铺草皮
铺设草皮是将培育的草坪用平板铲或起草皮机铲起, 运至需要绿化的坡面, 按照一定的大小规格重新铺植形成草坪。铺设草皮可“瞬时成坪”, 减弱坡面径流溅蚀, 迅速发挥护坡功能, 并且除寒冷的冬季外, 其他时间都可以施工, 铺设草皮各地区均可应用, 也可用于强风化岩质边坡, 多用于路堤边坡。对于急需植被封闭坡面的边坡, 铺设草皮是首选方法。
1.3 液压喷播植草
液压喷播植草是将草种、木纤维、保水剂、粘合剂、肥料、染色剂等与水的混合物通过专用喷播机喷播到预定区域建植草坪的高效绿化技术。液压喷播植草喷射出的是含有草种的悬浊液, 草种被纸浆等悬浊液包裹, 还有保水剂和其他各种营养元素, 能不断地供给草种发芽时所必须的养分和水分;粘合剂又能通过喷射时的压力, 使草种紧紧地粘附于土壤表面, 形成比较稳定的坪床面, 降水时不能形成冲刷表上的径流。
2 挂网固定植被护坡的方法
挂网固定植被护坡主要由锚杆、网和基材三部分组成, 锚杆或U形钉的作用是将网固定于坡面上, 并对坡面的浅层稳定起到一定的作用;网的作用是使基材混合物依附于边坡坡面;基材提供植物生长的环境。采用挂网固定植被护坡方案一般基于以下考虑:需要一定的客土提供植物生长的环境;有一定的保温、保湿、抗冲刷要求;当边坡存在浅层失稳危险时, 可在一定限度内起到浅层防护作用。
2.1 三维土工网植草
三维植被网植草是在铺设草皮、直接喷播植草易遭受强降雨或常年坡面径流形成冲沟、引起边坡浅层失稳和滑塌等缺陷的基础上发展起来的。三维植被网以热塑性树脂为原料, 分四层形成立体网垫, 质地疏松、柔韧, 可以充填储存泥土和砂粒, 具有抗水冲刷、固土蓄水、保温、阻风、水等特殊功能。
2.2 植生带植草护坡
植生带是把草种、肥料、保水剂等, 按一定的密度定植在可降解的无纺布或其他材料上来建植草坪的一种植被护坡技术。植生带草种出苗率高, 成坪快, 采用可自然降解的纸或无纺布等作为底布, 可保水和避免水流冲刷, 与地表吸附作用强, 腐烂后可转化为肥料。植生带便于储藏、运输, 施工省时省工, 适用条件同三维土工网垫植草。
2.3 土工格室植草护坡
岩石边坡不同于土质边坡, 目前常用的土质护坡方法无法应用于岩石边坡, 因为岩石边坡无植物生长所需要的土壤环境、水分和养料。土工格室植草护坡是解决岩质边坡植草绿化的技术之一, 是在展开并固定在坡面上的土工格室内充填改良客土, 然后在格室上挂三维植被网进行喷播施工的一项技术。
2.4 厚层基材喷射植被护坡
厚层基材喷射植被护坡 (一般称为客土喷播) 是目前解决岩质边坡植草绿化最常用的技术, 是采用水泥混凝土喷射机把基材与植物种子的混合物, 按照设计厚度均匀喷射到需要防护的工程坡面上的植被防护技术。它通过在坡面喷一层结构类似于自然土壤且能够储存水分和养分的植物生长所需要的基层材料, 解决了岩石边坡无法生长植物的难题。厚层基材喷射植被护坡对边坡坡率和岩面性质要求不高, 但对气候条件依赖性比较大, 即使在气候条件比较适宜的地区, 由于气候的不确定性使得这种植被护坡形式仍有失败的风险。
3 部分圬工与植被护坡相结合的方法
当沿线开挖石料丰富, 对景观设计要求不高、边坡深层稳定、单纯使用一般植被护坡技术难以控制雨水冲刷时, 可选择圬工骨架植被护坡方案。采用浆砌片石、预制或现浇水泥混凝土在坡面形成骨架, 然后在骨架所围范围内选择采用铺草皮、三维植被网、土工格室、喷播植草、客土喷播植草、栽植苗木等植被护坡技术形成绿色植被覆盖。常用的类型有空心六边形预制块植草护坡、拱形 (或人字形) 骨架植草护坡、窗格式护面墙植草护坡、框格植草护坡等。圬工骨架植被护坡各地区均可使用, 一般用于土质路堤和路堑边坡, 强风化岩石边坡也可应用。
4 深层稳定支挡与植被护坡相结合的方法
对于不稳定边坡, 应首先进行边坡稳定性分析, 确定合理的工程加固措施, 如锚索、锚杆、桩、锚索桩、挡土墙、地梁等, 现在高速公路防护设计中常用的是锚杆 (锚索) +格子梁植草护坡技术, 能保证边坡的深层稳定。空格内进行植被护坡, 具体形式可根据岩性、坡率、气候等条件选用。
在进行植被护坡设计时, 应综合考虑地形地质、气候条件、边坡稳定性、边坡岩性、边垃坡率、施工季节、施工养护条件、建筑材料、当地习惯、造价等, 选择合理经济的植被护坡形式。并且, 在护坡设计时还应注意以下问题:
4.1 护坡植物种类的选择应遵循一般的原则:
适应当地的气候土壤条件;抗旱、抗贫瘠、抗病虫害;越年生多年生, 地上部较矮, 根系发达, 生长迅速;种子易得且成本合理, 适应粗放管理, 能产生适量种子。
4.2 边坡拐点处应力集中, 并容易受到水流冲刷而产生破坏, 即使
是采用单纯的植被护坡技术, 也应考虑是否在坡肩、坡脚、坡顶处加强防冲刷措施, 如采用预制水泥混凝土、现浇水泥混凝土、浆砌片石、注浆、喷射水泥混凝土进行硬化, 或采用拦排水措施来防止边坡薄弱环节的破坏。
植被设计 篇2
一、教学目标
（一）知识与技能
1、知道我国的主要植被类型，运用调查的方法了解当地或我国某地的植被状况。
2、阐明爱护植被，绿化祖国的重要意义。
（二）过程与方法
形成爱绿、护绿的意识，积极参加绿化祖国的活动。
（三）情感态度与价值观
培养实践及创新能力，学习与他人合作分析问题的能力，设计绿化校园的方案。
二、教学重难点
1、懂得爱护植被，绿化祖国的意义，并能积极地参与美化祖国的活动。
2、唤起学生的危机感，激发起学生爱绿、护绿的保护意识。
三、课时安排
1课时
四、教与学互动过程
（一）我国主要的植被类型。六种植被的特点及与周围环境的关系。
教师创设问题情境，出示图片，指导学生自学，然后4人小组合作进行自主性学习活动，观察书上插图或幻灯片，结合
经验相互交流，在教师引导下进一步分析本地情况。
（二）我国植被面临的主要问题。
1、我国森林资源贫乏，属少林国家，并且资源分布不均匀。让学生观察图片或录像（我国森林和草原分布图），4人小组讨论分析，得出结论，全班交流。
2、我国森林面积和草原面积日益减少，并呈现退化现象。教师课前布置调查内容（调查当地的植被情况）。课前学生对本地情况展开调查，写出小论文；课堂上观察图片，4人小组讨论，阐述观点，然后宣读论文。
（三）爱护植被，绿化祖国。
1、植被资源可持续发展对策。
（1）依法治林，加强资源保护，例如：《森林法》、《草原法》、《关于开展全民义务植树运动的决议》。
（2）加强造林绿化进度，提高绿地面积及造林质量。4人小组合作调查当地近几年绿化活动开展情况，写出调查报告，提出自己的想法和建议，与同学交流。
2、意识的提高。
从自身做起，提高意识，关心绿化，积极参与植树造林活动。让学生以“保护或破坏过植被”为例谈一谈亲身经历和想法，发起倡议。
3、进一步增强爱护植被和热爱学校的情感。“绿化校园”设计活动。
课前4人小组，调查校园内植物的品种及分布情况，其他的建筑情况，画出草图，并标明各自的位置，了解有关园艺的知识，然后讨论，设计出方案，制出美化环境平面图。
（四）作业 课本p136练习1
五、教学反思
板书设计
一、我国主要的植被类型
二、我国植被面临的主要问题
植被覆盖的绿色屋顶 篇3
最后，当地居民决定利用屋顶开辟出一方园地，给破败的贫民窟带来绿意。
绿色屋顶具有高度反射的表面，它不会吸收太阳热量而是把它传递给建筑或者大气。绿色屋顶都是泥土和鲜活的植被，在太阳底下可以降解成我们呼吸的空气。绿色屋顶能留住75%的雨水，有助于城市减少地下管道设施的高昂支出。绿色屋顶还为小朋友提供了栖息场所。
当地社区自发成立的组织“可持续发展南布朗克斯”下属的“优佳学院”开办绿色职业培训项目，包括园艺和生态、安装绿色屋顶以及有害材料处理等，并招收包括曾经入狱或缺少教育的居民，他们在接受培训得到证书后，可以在政府支持的项目里带薪实习，进而找到长久的职业方向。结果证明，当地过去三年就业率达80%以上。
园林景观植被设计与管理技术探究 篇4
因为园林景观植被的布局是多种多样,丰富多彩的,在景观设计上,给人们留了很多的空白想象空间,但是,在生活中人们大多渴望回归自然。所以,园林景观植被设计首先应体现自然性这个原则。考虑到人们对自然的憧憬,不论是植被的选择还是种植方式都应该更好的体现大自然之美,至于植被的造型,则需要运用一些处理手段以去除人工痕迹。
2 多元性的体现
园林景观的多元性是指景观的风格要丰富多彩,变化多端,而且,园林景观植被的设计不能是很空洞的,要围绕一定的主题,能够彰显出景观的内在含义,最好还能够将地域文化特色融入到园林景观设计当中去,这样设计出来的景观,光芒四射,夺人眼球!要知道,不同种类的植物给人带来的视觉体验也是不一样的,增加园林景观的植物种类,是提高园林景观品质的一个重要手段。当然,园林景观设计一定要立足于实际,所选用的植物种类,要符合当地的气候和地质条件,否则,植被很难存活。
3 协调性的体现
园林景观的协调性是植被设计原则中最为重要的一点,指在开展园林景观植被栽培的时候,花草树木都要进行统筹布局,合理规划。花草树木都要高低配合、远近烘托,植被的色彩搭配要进行合理的规划,整体上看上去要有条理,有层次,给人一种和谐的感觉。
4 植被设计方法
4.1 利用季节性设计景观
一年有四季,四季植物景观都不同,设计师要充分利用季节性来进行景观设计,在充分掌握植物生命规律的基础上,搭配不同花期的植被,让每个季节,园中都有花可赏,不至于出现某个季节“无花可赏”的尴尬状况。
4.2 利用建筑体现意境
园林景观的建设不能够是漫无目的的,而是要能够表达出一定的主题,要想表达好主题,有时就不得不利用园林景观中的一些建筑作为载体来体现出园林的意境。比如说,北京紫竹院公园和上海的长风公园,它们在设计时,都曾借鉴过我国古典园林的设计手法,是我国古典建筑风格的完美展现。除此之外,园林中的建筑物之间还应该要达到一个交相辉映的效果,而植被是要成为园林中建筑物的载体,使其在空间景观中起到一个画龙点睛的作用。
4.3 利用其他元素形成互补
在进行园林景观设计的时候,设计者往往需要充分考虑诸如地形、水元素等等其他的元素,将其他元素与植被紧密的结合在一起,能够为园林景观增添不少美感。在对这些元素进行利用的时候,设计者要立足于空间角度,对轮廓线以及整体空间加以设计,充分表现出园林景观设计的空间层次感。比如在有水体的园林周围,植被的作用大多是充实环境,而考虑水体中可映射植物色彩的情况,在设计时可以调整植被自身的色彩、植被与水体的距离等属性,从而影响园林景观中的整体色调。
5 植被管理技术
5.1 对植被的选择工作
在整个的植被设计工作当中,一定要挑选合适的植被类型,这是一项非常重要的工作,关系到整个园林的设计主体方向。在进行园林绿化施工的相关工作的时候,所选用的植被用苗一般而言都是来自不同地方的,这样的话,就很容易增加植被患病的风险,延缓施工进度。所以说,在进行具体的施工工作之前,相关的工作人员应该要对植被用苗进行严格的检查工作,弃用那些患病的植被,这样一来,植被的存活率就能够得到更好的保障。
5.2 植被的合理栽培
在目前的城市园林植被种植当中,有很多城市都喜欢大面积的种植同一种类的植被,这样看起来是很整齐划一,但是,却往往很容易的使植被遭受病虫害。要解决这样的情况,最好的方式是改变单一植被,充分的调用多种植被类型,这样一来,上述问题就能够得到很好的解决。
5.3 病虫害的防治措施
植被病虫害的防治,要利用天然的方式,尽量少喷洒化学农药。那么何为天然的病虫害防治措施呢?其实这个概念并不复杂,“物竞天择,适者生存”的道理相信大家都懂,植被有了病虫害,就可以培养该类虫子的天敌,形成天敌生长的环境,这样一来,植被的病虫害就能够得到比较好的控制。除此之外,还可以进行灯光诱杀害虫的除虫工作,这种方式更加有利于植被的长期发展。
6 结语
土壤植被概论 篇5
学 校：商洛学院
系 别：城乡发展与管理工程系
专 业：地理科学
姓 名：曾 科
学 号：09114155
指导教师：张红侠
谢 璐
实习地点：陕西省商洛市牧护关
实习时间：2011.06.25—26
一．实习目的与意义：
野外实习是地理教学的有机组成部分。在实习过程中，学生能验证和巩固地理科学知识，学习地理科学方法，端正地理科学态度，更好地领会地理科学精神。在专业训练方面，学生能掌握野外实习的工作程序、实习路线和实习点的选择、实习的基本要求、基本方法、野外判别方向；在综合素质训练中，能很好地锻炼创新能力、促进学习方式的转变、学会与人共处、磨炼意志、培养遵守纪律、身体力行的良好习惯。因此，学院和系上历年很重视地理科学各门有实践教学环节尤其是有野外实习的课程，在资金保证、组织管理、联系协调等方面给予有力的支持。按照09版地理科学人才培养方案和课程实际，我们进行了本次地理科学专业的《土壤植被概论》课程的野外实习教学环节。本次地理野外实习，学生通过到牧护关进行土壤和植被实地调查，采集土壤和植物标本。掌握了土壤植物标本的采集，制作，保存等方法，同时也对牧护关地区的土壤和植被状况有所了解。在此基础上对牧护关的土壤植被资源及旅游资源开发有了一定认识并且对其开发和保护有自己的认识。
二.实习区域概况：
1.商州概况：
商州，位于华夏龙脉——大秦岭的南麓腹地，是陕西的东南门户和大西北通往东南诸地的交通要道。全区总面积2672km2，辖30个乡镇、办事处，396个行政村，22个社区居委会，人口55万。既是国家级关中—天水经济区的实施区，又是省级商丹循环工业经济园区的核心区。
全区30个乡、镇、办事处下设有村民委员会409个、村民小组3002个，居民委员会31个。全区设4个街道办事处，16个镇，10个乡，即城关街道办事处、大赵峪街道办事处、刘湾街道办事处、陈塬街道办事处；孝义镇、夜村镇、白杨店镇、张村镇、沙河子镇、杨峪河镇、金陵寺镇、黑山镇、杨斜镇、麻街镇、黑龙口镇、牧护关镇、大荆镇、腰市镇、板桥镇、北宽坪镇；上官坊乡、闫村乡、麻池河乡、三岔河乡、红门河乡、西荆乡、李庙乡、蒲峪乡、龙王庙乡、砚池河乡。
1.1地质地貌概况：
商州地跨两个大地构造单元。由铁炉子向东至马角一线，北部属华北准地台西南缘的商渭台缘褶皱带，南部属秦祁地槽东秦岭褶皱系的加里东和华里西褶皱带。
商州地貌是东秦岭山地地貌的组成部分，是一个结构复杂的以中、低山体的土石山区，地势西北高、东南低。全区最高点秦王山海拔2087米，最低处两岔口刘一村南湾海拔543米，相对高差1544米。境内主要山系，西北有秦岭主脊通过，北有蟒岭横亘，南有流岭逶迤，中有熊耳雄踞，构成了北、西、南三面高崇，向丹江河谷倾斜的趋势。河谷川塬地貌区主要分布于丹江及其主要支流两岸。地势开阔，土层较厚，土质肥沃，水利条件较好，是基本农田集中分布的农业区，其成因是流水侵蚀—堆积作用。该区分布面积为588.6km2，占全区总面积的22.4%。低山丘陵地貌区主体位于境内北部和东北部及中部的广大地区。总面积1211.8 km2，占全市总面积的45.96%。海拔800－1200米，相对高程100－300米。此类地貌区植被稀少，基岩裸露，沟壑发育，水土流失严重。中高山地区：分布于境内西北部和西部秦岭南翼，西南部和南部的流岭，东北部的蟒岭，总面积837.04 km2，占全市总面积的31.64%，海拔1200－2000米，相对高500－1000米。山大沟深是本区的主要特点。沟谷多呈箱形，谷坡陡峻，多在30度以上。耕地分布于梁、洼、槽及沟道，陡坡地所占数量很大，是弃耕还林还牧的重点地区。
1.2气候水文概况：
商州地处中纬度，西北有秦岭天然屏障，冷空气不易侵入，向着东南开口的山川地形，有利于暖湿气流伸进，因而形成了暖温带南缘过渡带季风性、半湿润山地气候。一年四季分明，冬春长，夏秋短，水热同季，气温、降水年际变化大，旱涝风雹灾害多。受山地地貌影响，气温随海波增高而递减。多年平均气温东南高、西北低。降水垂直差异显著，川道少于山地，高山多于低山。多年平均降水及中部河谷川道向四周山区明显递增，具有显著的山地主体气候特征。
商州境内河流分属丹江、金钱河、灞河流域。丹江流域面积占全市面积的83.9％，金钱河流域占13.1％，灞河流域占3％。丹江水系。丹江，一名州河，亦称丹水，为长江二级支流，发源于境内西北部的凤凰山南麓。由西北方向蛇行东去贯穿全境，境内长度87.5公里，流域面积2242平方公里。本段河谷宽阔，地势平坦，干流蜿蜒，形成一系列开阔谷地，为经济比较发达地区之一。
金钱河水系。在境内有上官坊河、闫村河、黑山河、砚池河等主要支流。这些河流多属深山区季节性河流，常流量小，河床陡，落差大，宜修水电站开发利用。
灞河水系。灞河发源于蓝田县霸塬乡麻家坡以北，在高陵县汇入渭河。牧护关镇境内的全部沟溪支流均属灞河水系。水量较为丰富，但该地域地势较高，人烟稀少，河流丰枯流量差异很大，开发利用价值较小。
1.3土壤植被概况：
由于受山地地形高差变化的影响，以垂直分布为主，兼有以丹江河谷为中心的东西向条带分布规律。垂直分布：在海波1300米以上的山地，桦木林地，华山松及栎林混交林地多为棕壤。脚坡垦殖后为石渣土，两山之间的沟谷底部为淤土或潮土。海波1000-1300米的油松与栎林下，是粗骨性褐土向粗骨性棕壤的过渡地带，河道两侧为淤土、潮土或少量水稻土。海波700-1000米为褐土地带，坡地多为褐土性土，塬地为淋溶褐土。海拔543-700米多为淤土、潮土和水稻土。由于地形切割破碎，人为经济活动不一，垂直分布规律无绝对高程界限，呈犬牙交错状分布。条带分布：丹江自西北向东南，形成全市最大的川道谷底。沿丹江两岸，由成土母质河流冲积物发育形成一条淤土带。川道人口秘籍，在人类经济活动的影响下，淤土发育成不同土种，以村庄为中心向四周呈现出水平分布的规律。近村土壤多因施用有机肥，精耕细作，土壤肥力高且颜色发黑，稍远则肥力降低，颜色发红或发黄。更远则为肥力贫瘠的红沙土或淤沙土。土壤类型：据1981年土壤普查表明，境内土壤可分为水稻土、潮土、新积土（淤土）、褐土、黄棕壤、棕壤、紫红土7个土类，16个亚类，29个土属，82个土种。
境内木本植物共有259种。草本植物发现的有820种，采集鉴定标本249种，分属58科。由于山地的影响，气候条件沿垂直方向变化。随着高度的增加，植被也发生相应的改变，形成明显的植被垂直分带。商州的植被分带（区），可分为低山河谷栽培植被区，（海拔1200米以下），低中山针阔叶混交林带（海拔1200－1800米），中（高）山桦木林带（海拔1800米以上）。
低山河谷栽培植被区。此植被区主要分布于丹江、南秦河、板桥河、大荆河河谷川道及其两侧坡塬和山地，海拔1200米以下，山势较低，地形开阔平缓，水热条件较好，是境内主要的农作物、果树、用材树栽培区。本区的木本植物主要是落叶用材树、经济树。针叶树有天然的侧柏林，人工抚育的小片油松林。草本植物主要是各种农作物以及杂草。本区植被突出的特点是受人工影响大。
低中山针阔叶混交林带。分布于海拔1200－1800米的广大地区，面积在境内所占比例最大。此类地区植被良好，下部有栓皮栎林，山杨林等群系，还有油松林，白皮松林等。上部以油松林、华山松林、锐齿槲栎林、槲栎林、山杨林等群系为主，还有白皮松林，青冈林、毛栗林等群系。
中（高）山桦木林带。分布于海拔1800米以上的地带，多在秦岭主脊部分，以秦王山地区最为典型。组成桦木林的优势树种是红桦，其次是牛皮桦、白桦、光皮桦。林中其他乔木有华山松、辽东栎、山杨、椴树、鹅耳枥、千金榆等。林下灌木有松花竹、六道木、照山白、忍冬、荚迷、杭子梢、绣线菊、花楸、榛子、杜鹃等。另外还有草本植物和一些经济价值很高的菌类，如天麻、猪苓、灵芝等适生在本区。
2．牧护关概况：
商洛市商州区牧护关镇1997年被列为建制镇，是商洛市的四个边贸镇（牧护关镇、富水镇、漫川镇、石门镇）之一，被商洛市确定为“西大门”，进行重点建设。牧护关镇地处秦岭之巅西侧，渭河支流霸河的源头，312国道从镇区穿过，位于西安市和商洛市两个大中城市的中点，区位优势突出。境内自然资源，矿产资源和旅游资源丰富，集市贸易比较发达，经济社会发展潜力很大，首先发展牧护关镇对周边地区具有较强的幅射带动作用。牧护关镇总面积80.4平方公里，在耕地5587亩，林地13.8万亩，油松飞播林8.9万亩，以苜蓿为主的草地1688亩，林草覆盖率达78%。粮食作物以玉米、洋芋、紫豆角为主，经济作物以麻、药材、核桃及反季节香菇为主，畜牧业以猪牛为主。矿产资源比较丰富，主要是金、铅、锌、铜等有色金属。全镇属暖温性山地湿润气候，冬季寒冷，夏季凉爽，号称“自然空调”年平均气温10.3℃，平均降雨量867毫米，雨量丰沛。
2.1位置和行政区划：
陕西省商洛市商州区牧户关镇地处秦岭山脚，丹江源头，商州西北边陲（商洛市的西大门），距州城46公里，自古便是商洛出深山进平原的关口要道，亦是商贾游客必经的驿站。现在的牧户关312国道、101省道穿境而过，交通更为便利。境内群山环绕，沟岔纵横，山川兼具。全镇辖 8个行政村，秦岭村，秦关村，秦韭村，秦政村，秦茂村，西沟村，张店村，香铺村，全镇2351户，10041人。当地盛产土豆，玉米，板栗，核桃，麻油等。
2.2气候植被和自然风光：
牧护关属黄河流域，但处于长江流域和黄河流域分界线上，其气候植被特点南北兼具。属于暖温性山地湿润气候，四季分明，年平均气温在10.3℃，夏季平均气温约26℃，冬季0℃以下时间长达85天。植被覆盖率85％以上，生长着数百种草木本植物，适宜于各类动植物种类的生长，有“天然生物博物馆”、“天然园林”和“天然氧吧”的美称。春夏山花烂漫，百花争艳；秋天满山红遍；冬天雪景飘浮云端，好一幅银装素裹的美丽画卷。景区内生态环境十分优越，风光秀丽，泉水清澈，峰岩竞秀，树木繁茂，花草林立.山川秀丽，风景宜人，春季春暖花开，日光融融，松柏吐芽，鲜花遍野，是人们踏青、游山的好去处；夏季，万木葱茏，满眼碧绿，流水淙淙，寂静清爽，是人们避暑寻幽的绝好去处；秋季，满山红叶，杂果累累；冬季，山舞银蛇，银妆素裹。
2.3牧护关生态旅游度假区：
景区分为四大功能区：一是牧护关避暑度假区，包括湘子苑、文公斋、刘秀阁、牧童乐4中风格的别墅群；二是天屏沟生态旅游娱乐区，包括滑雪（草）场、攀崖、射击、射箭、垂钓园、匹特博（彩弹气枪）、遛马场、牧羊烧烤和徒步观光游览；三是韩愈祠、湘子洞人文景观游览区，包括韩愈祠森林公园、湘子洞、商州人文历史民俗博物馆、秦巴山区生态博物馆；四是绿色农业观光区，主要包括畜牧小区以及生产一季玉米、洋芋、反季香菇、大棚蔬菜等。为了满足不同游客的消费层次，还推出了“农家乐”项目，已有20户挂牌营业，这里有极富牧护关地方特色的一系列餐饮食品：牧护关洋芋糍粑、秦岭之巅红豆稀饭、牧护关豆腐干、秦岭腹地酸菜杂面、牧护关紫豆角干面、文公乐大烩菜、湘子笑杠子馍、秦岭散养鸡蛋、家养野味等。
2.4地方特色产业：
1、旅游产业（1）牧护关镇旅游资源丰富。自然景区有天屏沟、大铁岩沟、南沟和六郎山，景观有著名的“商州八景十观”之一的“秦岭云横”和“仙子神湫”，以及七十二箭道、胖官肚子、朝天躺、鹞子岩、吊桥瀑布、羊岩瀑布和双生柏等。（2）人文景观。牧护关是封建社会各朝代的重要关隘，是通往中原及南下的必经通道，因此，历史上留传的名人故事及诗篇众多，有杨家将守关，牧童救刘秀，韩湘子渡韩愈等民间故事，有著名诗人游历的诗篇。主要人文景观有韩文公祠、八仙斗牛官、卧云亭、三观庙、祖师庙、杨家将练名台和牛侍郎奄等。（3）旅游产业开发。商州区委、区政府将牧护关镇列为集旅游、避暑、渡假为一体的扶贫综合示范项目区。累计完成投资1500万元。加强民俗村建设、发展农家乐渡假旅游，通过实施“三改一建”工程，改善了村容村貌，已完成360亩矮化核桃、80000株实生核桃栽植，25°以上坡地退耕还林，硬化了4.8公里南沟公路，栽植塔柏、金丝柳6000多株，并在农家院、小路旁栽植大叶黄杨、百日红、红叶李等观赏花木21000株，对80户重点农家小院进行了硬化和美化，并全村开通了自来水。
2、绿色生态农业产业。牧护关镇同商洛市农科所共同创建绿色生态农业园区已向国家申报。生态农业建设是以实现区域农业、生态良性循环和资源合理有序利用为目标，以实现科技成果与传统农业技术精华相结合的技术体系为手段，建立起具有生态合理性、功能良好循环的现代农业体系。其总体目标是通过小流域综合治理，基本农田建设和中、低产田改造，优质农产品生产基地建设，农村新能源开发及有机废弃物处理等工程，控制水山流失，生态恶化趋势，建立起适应市场经济发展的环保型高效农业体系，促进农业结构调整优化和农民致富，从而实现生态、经济与社会效益的协调同步发展，走可持续发展之路。
3、集市贸易。牧护关镇的集市贸易条件历史悠久，是商州的黑龙口镇、三贫河乡和蓝田县的蓝桥乡、葛牌乡等地区的贸易中心。现有集体、个体各类门店、摊点600余户，经营品种繁多，主要有：粮食、蔬菜、牲畜、肉蛋禽、干鲜果、中药材、布匹等。其它服务门类俱全。逢阴历二、五、八集市，平均日上集人数3000人，高峰时达7000多人，年交易额达3000多万元。
三．实习过程：
1实习准备：
2011年6月25日，城乡发展与管理工程系地理科学和地理教育两个专业81人在张红侠老师和谢璐老师的带领下前往牧护关镇进行土壤植被野外实习，实习时间为两天。出发前我们做了各方面的准备。
首先将全班55人分为九组，每组6-7人，设组长一名，每组配备对讲机一个，方便各组在野外联系。全班配GPS接收机一个，以随时了解实习地点位置及海拔。地理野外实习包及工具一套，植物标本夹（40x30cm）一个和麻纸（吸收植物水分）。同时根据天气情况和野外环境，每人带有雨伞，尽量着长衣长裤，所带物品轻便简洁实用。携带记录本和笔及相关资料书。最后一切准备就绪，于6月25日由学校出发，实习时间两天，计划26日下午返校。
2.实习过程：
2.1 6月25日
25日早晨6:30全部实习学生在学校西门集合，乘汽车前往牧护关镇，沿312国道途径麻街镇，红门河乡和黑龙口镇，过牧护关隧道，经过一个半小时抵达牧护关镇，然后前往牧护关生态旅游度假村秦茂村，安排学生吃饭住宿。天气状况良好，一直是阴天但无雨，天气凉爽，适合进行野外实习。
我们于早晨八点多到达住宿地后，整理自己携带物品，稍加休息，九点在老师带领下参观了秦茂村反季节袋料香菇大棚，秦茂村是牧护关镇进行旅游开发的生态村，新农村建设成果显著，环境清新，发展有大规模的反季节袋料香菇，可惜现在已是六月，袋料香菇已经过了其春季生长季节，但是在大棚内还是能看到大量的袋料香菇菇袋和少量未采摘的香菇。通过老师的讲解和自己观察，我们基本了解了袋料香菇的生产及生长过程，得知秦茂村的香菇是无公害食用菌，是该村的重点养殖产业。袋料香菇是以山林杂木经粉粹的锯末作为生长载体，经过装袋熏蒸消毒和点种后，置于生长大棚中让其生长。袋料香菇生长对水热条件要求严格，并且袋料香菇需要有大量林木作为原料。秦茂村甚至整个牧护关地区气候、水热条件适合其生长，并且周围山上有大量的木材提供生长原材料。所以该地区的袋料香菇养殖业很兴盛，成为该地的支柱产业。香菇营养价值高，销路好，为当地人民创造了可观的收入。特别是这里的袋料香菇具有反季节特点，与其他地区的袋料香菇在生长及销售季节上错开时间，能拥有更好的市场和价格。
参观袋料香菇养殖大棚，同学们的参观和提问兴致很高，对这里的自然环境及人文地理环境都很有兴趣。对于我们这群长时间生活在学校，平时少有机会接触这些东西的人来说，在这里体会到了在学校所没有的亲近自然的机会。
参观完袋料香菇养殖基地后，我们回到住宿的农家乐休息吃饭，为下午的进山考察养足精神。
下午一点半，在经过近两小时的休息后，老师带领我们前往天屏沟进行土壤植被观察。天屏沟位于牧护关滑雪场尽头，海拔1488m，植被垂直分异明显。我们沿312国道前行到达牧护关滑雪场，因为正处于六月，滑雪场内草木生长旺盛，确切来说应该是滑草场。滑雪场有一条弯形滑道，长约600m，旁边建有滑索。滑雪场尽头有一座植被茂盛的山，经讨论决定登山进行观察。由于此山还未完全开发，因此上山路很窄很陡，上山速度有点慢。山底有从山上下来的溪流，但水量不大，旁边生长有大量的蕨类植物，山坡植物生长层次明显，最上层为高大乔木，下面是灌木丛，发现了大片的竹林，最下面为低矮草丛，生长很茂盛。随着海拔的升高，植物生长密度渐渐下降，至接近山顶处，多为针叶林松树，并且树底部少有灌木或草丛。土壤含水量也大不及底部，植物生长密度较低。因为此山少有人类活动，地面是很厚的植物腐殖层，以树叶和细小树枝为主，从山坡断裂处看山上土壤层不厚，下部为坚硬岩石。但是很少看见动物，偶尔见鸟类和昆虫。经过两个多小时的前行，我们于三点十五到达山顶，但由于山顶是一条狭窄的山脊，面积较小，不便于大量人群在此停留，因此，稍作休息，我们就从山的另一面下山。
上山容易下山难，我们深刻体会到这一点，但下山之路不及上山之路那样曲折，落差大，为流水冲击形成的滑道，我们顺此滑道一路之下，很快就到达山地山谷处。山谷狭长，三面都为高大的山峰，高度随接近山谷出口处逐渐降低。流水冲积地貌在此处体现明显，山谷两侧多从山顶冲刷下来的石块，至出口处体积渐小，土壤逐渐增多。山谷内植物较单一，主要是野菊花，未开发荒地处全是。同学们在此拍照休息，听老师讲解相关知识。
下午五点多出山回到农家乐，由于下午爬山消耗大量体力，同学们都很累，没有再安排其他活动。
2.2 6月26日
经过25日的外出参观考察，我们对该地区的土壤植被状况有了大致了解。
今天的主要任务就是采集植物标本和土壤样品，带回以供分析研究。
早餐过后，我们在老师带领下前往秦茂村的小河沟地区，该地区也主要为流水冲积和山体崩塌所形成的山谷。谷内为飞播造林区，退耕还林区。今天天气以阴天为主，气温适宜，适合进行野外工作。此次标本采集以按先前分好的小组为单位，每组带上各组的工具和必需品，在老师指导下在谷内不同地区采集土壤植物标本。组内各成员之间分工合作，一起完成实习要求。我们是第八小组，组员六人：杨康，朱少波，曾科，姚萍，杨俊霞，杨盼。组长杨康。老师要求每组至少采集植物标本五种，土壤混合样品500g。
老师首先讲解了土壤标本的采集和制作方法：
一、标本的采集。一株植物或者植物体一部分经过压制干燥后，固定在台纸上，就是腊叶标本或干制标本。它可以长期保藏，供教学及科研使用。标本通常在野外采集，采集的标本要求按照一定的规格和方法，才能保证质量。
（1）采集用具。标本夹（４５×３０厘米），标本纸（吸收植物水分用），采集箱或塑料袋，枝剪，掘根器，标本野外记录册及标本号牌，小纸袋，放大镜及米尺等。
（2）标本力求完整。为了鉴定植物的准确性，应采取具有花（果），枝（含顶端部分）、叶、根等器官的植株或其一部分。一般说高不足４０厘米的草本就整株掘起压制标本，遇到很高大的植物则有时采用反复褶叠、或选取有代表性的上中下三段压制标本，若个体甚小，则可多采几株以排满标本纸为宜。木本植物标本应选择采集具有花果的枝端。叶过大者可剪去一半，但务必保留顶端。植被调查中常遇到无花无果的植物，也要采制标本，以供检验审核。
（3）标本要编号登记。每种标本皆应拴好标签，上面记有按一定顺序编排的号码，每种植物若重复多采时应持相同号牌。若植物叶片巨大，需要分段分别压制时，亦挂同号但注明ａ、ｂ、ｃ等字样。如果果实或种子单独用小袋装置,袋上要注明与此标本同一号码。
采集记录要在采集时登记，避免追忆发生的错误。采集号、产地、海拔高度、生境、习性、植株高度均需记载清楚，凡压制后容易发生变异的各器官特征都应立即填写清楚，如颜色、大小等。
二、标本的制作。
（1）压制方法。所采标本应当时压好，标本之间隔以数页纸。果实较大时需要用纸垫平；适当剪除重叠过多的枝叶；叶子必须正反两面都有；花被展开；脱
落的果实、花和叶装入纸袋与标本放在一起。放好后将标本夹程度夹紧，放在日光斜射的通风地方。以后每天都要更换干纸，同时加以必要的整理。等标本稍干隔纸可略减厚度，夹子则宜稍增压力。正常晴日约七八天可干。每天换下的湿纸在阳光下晒干或烘干，以备换用。
（2）上台纸。这项工作一般在室内进行。将干燥标本用针线或透明胶带固定在洁白坚硬的台纸上，同时附以采集记录。从而完成腊叶标本的全部制作过程。腊叶标本的质地干脆易断，使用和搬动进需要注意保护，不能随意从成套标本中抽拉、硬塞，也不能随意翻动干燥的叶片和花被等。标本一般应按科、属分类存放，既便于查找，又不易损坏。
由于条件有限，我们这次主要是进行标本的采集和初步制作，然后做好标记带回。然后老师又讲解了土壤样品的采集方法和注意事项。
此次土壤样品采集是耕作层多点混合样的采集，耕作层的多点混合样采集是为了分析植物生长期内土壤耕作层中养分的动态变化和供求状况，我们这次的采集样品用于土壤的质地和粒级分析。其基本方法是：先选取肥力均一的块地（可大可小），按S形布点，每点先铲挖20cm弃去，然后向下用环刀取土。以此方法采集五到十个点的土样，然后混合，用塑料袋装好，留下500g带回分析。
听完老师讲解及要求后，同学们便分进行采集。我们第八组把组员进行分工，各自采集一到两种具有代表性的植物标本，然后回来一起汇总进行取舍制作标本。最后我们采集了木本、草本植物根茎叶和花等不同植物部位共11种种标本，如红豆杉，圣蕨，野百合，槐树，橡栎树，五味子等，由于一部分植物是以前从未见过或者是当场不能辨认出来，只能先制作成标本带回，事后请教老师。
采集完植物标本，全组接着进行土壤样品的采集，由于是耕作层的土样采集，我们找了一片种植黄豆的旱地，避开植物，尽量不影响到植物生长，选取了十个点按照采集方法进行土样采集，留下大约500g土样均匀混合，带回分析。该地区土壤含水量较高，内含大量植物腐殖质，沙砾等级小，适合植物生长。
土壤植物标本采集完成后，我们又对山谷内自然环境进行一番考察，然后就回到住宿地点。至此，本次实习主要任务完成，全班九个组均完成各自任务，带回大量各种植物标本及土壤样品。
午饭过后，我们就徒步抵达牧护关镇中心，等候归校汽车。下午三点半，我们乘车回到学校。至此，此次实习圆满结束。
四．实习总结：
此次实习历时两天，行程一百多公里，圆满完成了实习任务，实习过程中，未发生意外安全事故，同学们都严格遵守实习中应该注意的相关规定，在实习地点和当地群众相处融洽，爱护当地的植物，注意了生态环境的保护。实习工具和装备均保护完好，对采集的标本也都编号统一交由老师或放到实验室。实习过程中未碰到恶劣天气状况，实习过程比较顺利。
通过此次实习，我们对《植物地理学》和《土壤地理学》两本书上的相关只是通过实地了解和考察，有了深入的理解。把书本知识同自然实际结合起来，增强了我们对这门学科的学习兴趣。此外，在实习过程中，我们对牧护关地区的自然环境和人文环境有了系统的认识，了解了该地区经济发展条件，如反季节袋料香菇养殖，马铃薯种植等。对该地区的旅游资源开发的理解也对我们分析区位资源环境和旅游开发有所帮助。
城市植被覆盖度遥感信息提取 篇6
摘 要：本文基于SPOT5影像，以连云港市为实验区，研究了城市植被信息遥感提取的方法和技术。通过对研究区SPOT5影像的近红外波段、红光波段和绿光波段典型地物光谱信息的统计分析和对比研究，发现NDVI植被指数法用于增强绿色植被的效果最好。研究成果对于连云港地区绿化结构，优化植被空间结构，使城市植被充分、高效地发挥其生态效益和使用功能具有重要的理论意义和实践价值。
关键词：遥感；城市植被；SPOT5；植被指数；信息提取
1 概述
城市植被作为城市生态系统的重要组成部分，对于改善城市环境质量，提高居民生活水平具有重要作用。因此，城市植被的研究是人们对城市发展预测至关重要的任务。随着遥感技术的不断发展，遥感技术已经广泛运用于各个领域。在城市规划方面，遥感技术可以实现土地动态监测，空气质量的监督控制和城市环境的规划建设等。近几年国内许多城市将遥感技术应用于植被覆盖度信息提取中，动态掌握植被覆盖的区域，优化植被空间结构，提高城市可持续发展潜能，实现植被的整体规划。利用遥感影像进行城市植被覆盖度信息提取，比传统方式更加优越。它具有视域范围广、信息量多、重复周期短、图像清晰、资料收集方便等优点。城市植被遥感主要研究城市绿化系统分析及规划，是遥感技术应用的重要领域之一， 利用遥感技术不仅能够准确判定和量测绿化覆盖面积， 且对于判别植被的类型、结构乃至识别植物种类等都显得十分有效。随着遥感影像分辨率的不断提高， 国内大部分城市己经采用如TM、SPOT、ETM+等影像数据来进行城市植被的调查及生态规划，从而为城市生态规划及城市建设提供方案及依据。
因此， 本文基于SPOT5遥感影像对连云港某地区的城市植被进行提取。首先，对原始遥感影像进行裁剪得到连云港地区的影像图。其次，运用多种植被指数法对研究区图像进行增强处理，并通过比较得出NDVI（归一化植被指数）对植被的增强效果最好。最后，在NDVI指数图像上通过统计阈值，提取研究区的植被信息。
2 城市植被在SPOT5影像中的特征
2.1 城市植被及其地理特征
2.1.1 城市植被
城市植被指城市范围内的全部植被，包括自然生长的和人工栽培的各种植被类型。城市植被的定义分为广义城市植被和狭义城市植被。广义城市植被指城市规划区范围内的各种植被。包括六大类型：公共植被，即各种公园、休憩林荫带；居住区植被；交通植被；附属植被；生产防护植被；位于市内或城郊的风景区植被，即风景游览区、休养区、疗养区等。狭义城市植被指面积较小、设施较少或没有设施的绿化地段，区别于面积较大、设施较为完善的“公园”，主要包括公共植被、生产和防护植被两类。
本文中所说的城市植被指广义城市植被。城市植被不仅为城市环境增添了色彩，改善了城市气候，也是一个区域发展的重要影响因素。
2.1.2 研究区植被的地理特征
连云港全区位于东经118°24′～119°48′和北纬34°～35°07′之间，东西长129公里，南北宽约132公里，水域面积1759.4平方公里。东临黄海，与朝鲜、韩国、日本隔海相望；西与徐州新沂市、宿迁市沭阳县毗邻；南与淮安市涟水、盐城市响水2县相连；北与山东郯城、临沭、莒南、日照等县市接壤。连云港市位于鲁中南丘陵与淮北平原的结合处，地势由西北向东南倾斜，形如一只飞向海洋的彩蝶。境内以平原为主，兼有丘陵、山地、湖泊、滩涂等。有大小山峰214座，云台山主峰玉女峰海拔624.4米，为江苏省的最高峰。境内河网稠密，连云港市有标准海岸线162公里，21个岛屿，其中东西连岛为江苏第一大岛，面积7.57平方公里，基岩海岸是江苏省独有。
2.2 城市植被的遥感影像特征
遥感影像特征主要有光谱特征和空间特征，我们了解遥感影像特征的目的是为了更好的解译遥感影像中的各类地物，为军事、农业、环境、地学和各类决策提供有效的技术支撑。因此研究遥感影像的特征就是一项非常重要而且困难的工作[1]。
2.2.1 光谱特征
图像上的波谱信息表现为已经量化的辐射值，即图像的亮度/灰度值/像元值，它是一种相对的量度。像元值间接反映了地物的波谱特征，不同的地物有着不同的像元值，当然把同谱异物排除。遥感图像解译中识别不同地物的一个重要标志就是图像的像元值差异。光谱特征可具体为提取目标物的颜色、灰度或波谱间的亮度比等。
SPOT5影像是由SPOT5卫星搭载3种传感器——除了前几颗卫星上的高分辨率几何装置（HRVIR）和植被探测器（VEGETATION）外，还有一个高分辨率立体成像（HRS）装置获取的遥感影像，包括以下5个波段[2]。
PA：0.51～0.73um，全色波段。地面分辨率较高，为2.5m，可用于农林调查和规划，城市规划和较大比例尺专题制图。
B1：0.50～0.59um，为绿波段。波段中心位于叶绿素反射曲线最大值，即0.55um处，处于水蒸气衰减最小值的长波端，对于水体混浊度评价以及水深10～20m以内的干净水体的调查是十分有用的。
B2：0.61～0.68um，为红波段。位于叶绿素吸收带，受大气散射的影响较小，为可见光最佳波段，用于识别裸露的地表、植被、土壤、岩性地层、地貌现象等。
B3：0.78～0.89um，为近红外波段。能够很好地穿透大气层。在该波段，植被表现的特别明亮，水体表现的特别黑。
B4：1.58～1.75um，为短红外波段。用于探测植物含水量及土壤湿度，区别云与雪。
由于城市植被信息在B1、B2和B3波段的光谱特征明显，所以本文选择这三个波段的数据进行城市植被信息的提取研究。
在不同植物的光谱曲线中， 反射率涨落最大的是近红外区。不同的植物种类，如阔叶乔、灌木和草地在该波段具有较高的反射率，而针叶树的反射率也会有10%～20%的涨落，一般春末夏初反射较高，而秋季较低。此外植物的健康程度也会在近红外波段有所显示，对于同一种植物而言，受环境污染及病虫害影响的反射率较低，健康植物的反射率较高。植被指数有助于增强遥感影像的解译能力，并已作为一种遥感手段广泛应用于土地利用覆盖探测、植被覆盖密度评价、作物识别和作物预报等方面，并在专题制图方面增强了分类能力。
费鲜芸[3]在研究山东省泰安市城区60km2范围内的城市植被时，运用SPOT5 2.5m全色波段和10米多光谱波段，对该城区的各种城市植被、耕地、居民区和水域等地物进行光谱特征分析，对各波段的灰度值范围及灰度平均值进行统计，统计结果如图1所示。
图1 几种典型地物的光谱曲线
各种植被、耕地和水域在红色（red）波段（第二波段），近红外（near infrared）波段（第三波段）与道路和居民区能较好区分，同时裸地与不同植被类型在各波段有不同程度的光谱重叠，利用单一波段难以区分。水域在第一波段和第四波段反射率都较低，可以与其他各类别较好地区分，个别水域在水泥筑底的浅水区域存在少量的与道路有较少的重叠现象，会影响分类精度。
本文通过对连云港某地区遥感图像的亮度值进行统计，得到几类典型地物的光谱信息，如图2所示。
因素，对于训练者不知或因数量太少未被定义的类别，监督分类也不能识别。所以无论监督分类还是非监督分类都存在很大的局限性。
3.2.2 植被指数法
植被指数提取是遥感监测地面植物生长和分布的一种方法。它通过植被的光谱特征来说明植被的生长状况和覆盖范围。由于不同绿色植物对不同波长光的吸收率不同，光线照射在植物上时，近红外波段的光大部分被植物反射，而可见光波段的光大部分被植物吸收。通过对近红外和红光波段反射率进行线性或非线性组合，可以消除地物光谱产生的影响，得到的特征指数就是植被指数。目前，在科学文献中发布了超过150种植被指数模型，在这些植被指数中只有极少数经过系统的实验检验。
植被指数虽然有好多种，但常用的植被指数有：归一化植被指数（NDVI）、比值植被指数（RVI）、差值植被指数（DVI）、正交植被指数（PVI）和土壤调节植被指数（SAVI）等。
①归一化植被指数
归一化植被指数（NDVI）增加在近红外波段范围内绿叶的散射与红色波段范围内叶绿素吸收的差异，增强了植被信息。它是检测植被生长状态、植被覆盖度、消除部分辐射误差等的一种重要指标。
针对SPOT5影像，NDVI的计算公式为：
NDVI=（NIR-Red）/（NIR+Red） （1）
式中，NIR代表近红外波段，Red代表红光波段。通过计算得到NDVI植被指数图像，在图像中白色、灰白色图斑代表植被覆盖率高或比较高。
②比值植被指数
比值植被指数（RVI）是指在近红外波段范围绿叶的散射与红色波段范围叶绿素吸收的比值。比值植被指数主要用于研究植物的长势和作物估产。
针对SPOT5影像， RVI的计算公式为：
RVI=NIR/Red （2）
通过计算得到图像，在图像中白色、灰白色图斑代表植被覆盖率高或比较高。
③差值植被指数
差值植被指数是近红外波段和红色波段的差值，对土壤背景的变化极为敏感，有利于对植被生态环境的监测。
针对SPOT5影像， DVI的计算公式为：
DVI=NIR-Red （3）
通过计算得到图像，在图中白色、灰白色图斑代表植被覆盖率高或比较高。但对于建筑物周围，花园中的零星植被增强较差。
④正交植被指数
正交植被指数（PVI）是指在R-NIR的二维坐标系内，植被像元到土壤亮度线的垂直距离。PVI能较好地消除了土壤背景的影响，多用于农作物的估产。
针对SPOT5影像， PVI的计算公式为：
PVI=1.6225（NIR）-2.2978（R）+11.0656 （4）
通过计算得到，在图中白色、灰白色图斑代表植被覆盖率高或比较高。但河流的亮度值与建筑物等其他地物接近，不好区分。
总之，植被指数的类型多、影响因子多、应用领域也很广，那么使用者需要根据国内实际情况，选择合适的模型达到增强的效果最优。
3.2.3 城市植被覆盖度信息提取实验与分析
①城市植被覆盖度信息提取
经过上述各种植被指数法的增强处理图像与原图像的对比研究，得出NDVI植被指数法增强效果最好。为更好的提取植被信息，必须对研究区分类画出感兴趣区域，统计研究区内各地类的光谱特征，分析各地物在每个波段的相关性。通过对研究区亮度值的统计，确定植被覆盖度信息提取的阈值。
首先，运用ENVI4.7图像处理软件分类画出感兴趣区域，并统计出各类地物的光谱值，如表1所示。
表1 典型地物样区亮度值统计表
[波段＼&统计值＼&植被＼&河流＼&道路＼&其他＼&B1＼&最小值
最大值
均值
方差＼&63
130
108.169492
14.039541＼&55
76
64.694444
5.290528＼&193
233
215.400000
11.428260＼&112
255
160.894737
33.453958＼&B2＼&最小值
最大值
均值
方差＼&73
148
119.593220
17.600077＼&63
88
75.916667
6.469158＼&179
215
199.775000
9.341080＼&100
233
138.000000
30.090340＼&B3＼&最小值
最大值
均值
方差＼&63
123
99.406780
13.457620＼&72
99
87.055556
7.082955＼&173
217
201.275000
11.466758＼&93
233
130.771930
29.937445＼&]
从表1不难看出植被在B2波段亮度值最高，说明植被在该波段的反射率最高，而在B3波段亮度最低，说明植被在该波段的吸收最强。
其次，将通过NDVI植被指数法增强的研究区图像打开，右击图像附加刚绘制的感兴趣区域，统计各地物的灰度值，如图5所示。其他各类地物也如法炮制，经过汇总得到NDVI图上的各地物亮度值，如表2所示。
图5 ROI在NDVI图上的统计结果
表2 各类地物样区特征波段值统计表
[波段＼&统计值＼&植被＼&河流＼&道路＼&其他＼&NDVI＼&最小值
最大值
均值
方差＼&0.018018
0.152542
0.091107
0.032397＼&-0.078947
-0.058824
-0.068501
0.005504＼&-0.013193
0.030812
-0.003468
0.008971＼&0.000000
0.050505
0.028243
0.013946＼&]
植被设计 篇7
公路景观是人们对公路建设提出的更高水平的要求。公路景观的组成是方方面面的, 不仅包括自然景观, 而且还包括人文景观。公路景观达到高水平高标准的界限, 就必须充分考虑公路周边的总体大环境, 其中公路的植被情况就是我们需要考虑的一个重要的方面。不同地域, 气候不同、环境不同, 对植被的选择也就存在着很大的差异, 为了更加完美的布局公路整体景观, 我们就必须对绿色植被进行充分的选择。
1 公路景观及设计规划
公路景观是景观一般性分类中的一种, 由主要两部分构成, 即自然景观和人文景观。自然景观是指原先区域性存在的地貌、地形等, 如平原、山区、大海、沼泽, 这些景观被称为生态景观, 因为它们同时也是生态景观。人们为满足自身的生存与生活的需要, 用自己的智慧形成的具有一定地域性和稳定性的生活习惯和生活习俗, 就是我们常说的人文景观, 这主要包括建筑物、村落、庙宇等艺术景观。
公路景观的设计就是指沿着公路线, 合理的布局各种的自然景观和人文景观, 使各种因素和谐搭配, 营造优美的视觉感官, 从而与周围的大环境相适应。在构造公路景观时一般会考虑以下几个方面的设计:通视 (就是景观的各个组成要素和谐搭配, 空间布局协调, 让路人感到唯美清晰) 、导向 (具有一个区域性的视觉系统, 使在其中的司机、路人能够很好的辨别方向, 及时掌握路况的变化) 、协调 (是公路的总体线形和布局与沿途的生态空间环境相协调) 、绿化 (利用绿化来补充和改善沿线景观) 。
2 公路绿色植被景观与规划原则
公路植被是指公路沿线覆盖的活的植物, 包括路测与中央的隔离绿化带、同时也包括防护坡的绿化带。公路植被景观就是要把这些绿化带的植物总体规划设计好, 使整体的布局让人有优美、舒畅之感。因此在规划设计公路的绿色植被时我们要遵照四个原则:
2.1 安全优先原则
公路是车辆运行的主要通道, 它的根本要求是保障车辆安全快速行驶, 因此在公路上的植被景观规划必须要以安全为首要原则, 总体规划一定要符合国家关于道路绿化的安全标准。这个安全性主要有以下三方面: (1) 绿化要能防止水土流失, 稳定路基, 保证公路基础设施的安全, 因为植物景观和公路基础设施是相互依托的, 他们都是公路安全的重要组成部分。 (2) 绿化一定要空间合理, 决不能阻碍司机的视线, 也不能掩盖所及视域内的路况的变化, 绿化设计一定要遵守驾驶员视线通常原则, 不能栽种较浓密的的乔灌木, 同时可以在出入口栽种孤植树种, 作为特殊标志。 (3) 基本照明的路灯设施要准备完善, 保障夜间行车的安全, 根据视线高低、区位的不同来决定景观的照明设计。
2.2 整体性原则
每一条公路的绿色植被规划都是结合当地的环境和自身的特点来设计的, 采用多种方式结合的方法把整条公路的植被相连接起来, 形成一个绿色综合体。公路作为一个城市文明度的窗口之一, 它的绿化就显的尤为重要, 其生态功能也是非常显著的。随着我国城市规模的不断扩大, 城市质量的要求也在不断的提升, 因此公路植被景观作为城市绿地系统的组成部分, 就一定要秉承整体性的原则, 使公路景观符合城市的总体规划、符合城市的长远规划。同时, 公路植被景观作为公路景观的重要组成部分, 就应该与公路的沿途其他自然景观及人文景观相协调, 使它们之间形成和谐一致的景观风格。
2.3 生态性原则
依托地形而建设、结合自然而设计是现代生态公路设计的根本要求, 在生活空间整体呈现下滑趋势的情况下, 公路的生态保护要求就显的尤为重要, 它不仅是大势所趋更是人心所向。在公路植被的选择上, 我们必须充分运用生态学原理, 尊重当地的生态环境, 选择与周边生物相适应的植物, 不要去破坏原有的生物链, 打造稳定的植物群落和生态系统。同时, 由于公路汽车流量大, 污染也随之很大, 因此在设计方案时, 我们应该选择抗污染能力强、生长速度快, 并且以成活的植被物种, 降低后期管理的价值, 达到生态效益最大化的目标。
2.4 景观个性原则
形式单一、景观简单是我们现在公路建设中存在的弊端之一, 作为现代公路的设计我们必须要打破这种形式简单划一的公路模式, 建造个性特色的城市公路。因为公路是城市的整体形象的展示。它的受众范围不仅包括本地的大多数居民, 而且还包括外来的城市游客, 受体范围是非常广泛的。因此要想给人们在短时间内留下深刻的印象, 我们就必须因地制宜, 建造独具特色的植被景观, 打造个性区域景观。为了达到这种目的, 我们就应该运用多种方式和特色景观构造视觉景观, 给人们塑造美好的景观印象, 抓住人们的视觉, 让人们在短短的时刻内就能享受到美的感觉。
3 绿色植被在公路景观中的作用
绿色植被是现代生态公路设计不可获取的一部分, 它的作用不仅仅只是表现在视觉美上, 而且还表现为生态美上。绿色植被景观不同于其它的固定的、无生命的人文景观, 它是由有生命的生物植物所组成的, 因此, 它的作用在公路景观中也是独一无二的。
3.1 保持生态的功能
绿色植物有净化空气、降低污染的功效, 是生态保护的重要因素。在公路上建造植被景观, 有利于防止防护坡的水土流失, 恢复公路建设中的生态破坏情况, 保护周边的整体生物空间, 给现有物种提供良好的生存环境。因此我们应该在公路上合理的布局绿地系统, 以绿地来改善公路的环境质量, 开发它的生态功能, 为改善区域气候发挥它的有效价值。
3.2 保障交通的功能
在公路上设立绿化带除了能够起到保护环境的功效外, 还能有一定的交通功能。如在出口或是入口处设立单独不同的植被, 作为一种特殊的象征标志, 能够引起驾驶员的注视, 从而引导驾驶员正确行车, 提高人们的重视度, 这样就能够大大地增加交通的行驶安全系数, 保障公路上行车的通畅性和安全性。
3.3 构造景观功能
良好的画面总能带给人们美的享受, 绿色植被运用独特的方式和手段, 利用不同的高度, 栽种不同的植被来表现空间布局, 强调或消除周边环境的特点, 从而丰富人们的精神生活, 给人们呈现一种全新、唯美的视觉盛宴。植被景观是公路景观的组成部分, 公路景观的整体效果离不开每一个部分的作用, 植被景观作为一部分, 它的效果的好与坏也会影响到整体公路景观的效果, 因此, 我们必须要做到合理的布局公路植被景观, 使其在公路景观的总体布局中达到整体效果大于部分之和的作用。
3.4 宣传形象功能
公路上的植被景观作为一个地区、一座城市景观群中的一种, 他自身就具有宣传功能, 绿地不是单单只为了达到绿化、美化的效果, 作为一种个性的设计, 它同时也包含了每一个城市特有的文化内涵, 体现着地域文化的独特之处。因此公路植被景观能够更好的传达城市的信息, 宣传城市的文化, 塑造城市形象。作为城市宣传的前沿阵地, 我们就要发挥它的社会经济价值, 让外来游客留下美好的印象, 让更多的人都能够认识这个城市, 认同这个城市。
4 结束语
本文通过三个部分的分别介绍说明了绿色植被在公路景观设计中的重要作用。随着经济的高速发展, 我们对公路建设的要求也在不断的提高, 绿色植被作为生态建设的主要手段, 在公路工程中已经得到了广泛的认可和支持。尤其是在我国这样一个经济社会正处于转型的黄金时期我们更应该利用生态学原理对各景观进行合理的空间配置, 提高公路绿化率和景观完美性, 改善原始公路建设只注重功用, 而不讲求整体的单一设计形式, 从而为路人提供一个安全、舒适、优美的公路景观空间, 实现人与自然的和谐共存。但是在我国现在的公路景观设计工作还存在着很多的不足和问题, 因此我们还有很多的工作要做, 我们要积极的去学习国外的先进技术和经验, 改善我们现在公路植被景观布局中存在的不足, 使我国的公路建设更能符合人们美的享受, 带给人们视觉的美感。
摘要：改革开放以来, 随着经济的腾飞, 作为基础设施的公路的数量及种类也在不断的增加, 但是过去的公路建设多是粗放型的, 且形式单一。随着人们生活水平的提高, 随之而来的对生活质量的要求也在不断的提升, 人们对现代公路的要求不仅仅只限于路的通畅上, 而且还要求有视觉的美感, 更重要的是要符合现代生态文明的要求。绿色植被作为公路必备的装饰物, 对它的要求也在不断的提升。本文的主旨是讨论绿色植被在公路景观设计中的重要作用, 全文将通过对公路景观的定义及绿色植被装饰的原则, 进而总结出绿色植被在公路景观中的积极作用, 从而让我们更加深刻的认识到在公路建设中绿色植被有着不可替代的作用, 在今后的公路建设工程中我们必须按照生态发展的要求, 建设高质量视觉美的公路设施。
关键词：绿色植被,公路,景观,景观设计,作用
参考文献
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植被设计 篇8
长期以来,浆砌石或混凝土结构等刚性材料凭借其结构简单、稳定性强、机械化施工程度高等优点被广泛应用于河道堤岸护坡工程中,人们多注重的是工程本身行洪、泄洪和抗冲刷等能力的发挥,而往往忽视工程对生态环境及景观的影响。随着社会的发展和人们环保意识的加强,堤岸护坡工程的生态环境效应愈来愈被重视,传统的砌石或混凝土护坡工程正在逐步被弃用,尤其在经济发达地区的城市河道整治中。取而代之的是一种融现代水利学、环境学、生物学、生态学、美学等多学科为一体的新型生态护岸技术,它在确保河道基本功能的同时,通过特殊材质的选择、高异质生境空间的培育及富有生物多样性的群落营造,从而构建优美的自然景观和人文景观。早在20世纪80年代末,瑞士、德国就提出了“自然型护岸”技术。20世纪90年代初,日本把长达50年公路生态护坡技术应用于城镇河道建设而提出“亲水”观念,并推出了植被型生态混凝土护坡技术。同时,美国、法国、荷兰等发达国家也分别采用不同的生态技术,营造优美的堤岸生态景观。尽管我国相关研究相对较晚,但近年在广大科研人员的努力下,无论在生态护坡理论研究,还是工程应用上均取得了长足的发展。其中包括周跃、陈明曦等对坡面生态工程的基本原理的探索[1,2],鄢俊等对各种植草护坡种草的关键技术研究[3],卢志灵,季永兴等针对不同河道特点的生态型护坡结构形式研究[4],何江华对生态格网工艺[5]、郭忠义等对生态砖[6]、陈海波对网格反滤生物组合[7]以及胡海泓[8]、刘娜娜[9]、林发永[10]等对不同护坡形式及技术均进行了较为详细的研究,以上诸多研究主要针对不同护坡的结构进行设计研究,也有部分是对护坡植物选择的研究,但是,对于护坡植物的跟踪调查研究较少,尤其从能反映群落稳定性的生物多样性角度,对护坡植被跟踪的研究尚未见报道。本研究首先对镇江滨江堤岸不同生态混凝土类型及植被方案进行介绍,并于工程实施3年后对生长期间的植物进行群落调查,从生物多样性角度分析不同设计方案的优劣,从而为类似研究提供参考。
1 研究区域概况
镇江市位于长江之滨,N32°15′、E119°28′,属暖温带向北亚热带过渡的季风气候。近20年气象资料表明,全年气温幅度-12～40.9℃,年均气温15.4℃,无霜期241d左右,年均降雨总量1 740 mm,主要集中在7-9月份,年均蒸发量1 276.7 mm。本工程为镇江著名旅游景点北固山脚下的滨江带,该区水文季节变化明显,一般7-9月份为丰水期, 4-6月份和10-11月份为平水期,而1-3月份和12月份为枯水期。同时,该区为长江的感潮河段,潮汐为非正规半日潮,潮面月涨落差可达80 cm。长期以来,受长江水流和潮汐的共同影响,堤岸尤其是水陆交替约2.5 m高程范围内的堤岸侵蚀极为严重,且岸边杂草丛生,既威胁着防洪的安全,又破坏了与之相连的北固山旅游景点的景观美感。为此,镇江市通过一系列工程技术措施,着力打造优美的滨江风光,为游客和市民提供一个集休闲、娱乐和观光为一体“亲水”场所。其中,滨江堤岸护坡采用日本成熟的植被型生态混凝土护坡技术。
2 滨江堤岸生态护坡设计
2.1 生态混凝土类型的选择
本工程于2005年初的枯水期开始施工,工程采用日本成熟的植被型生态混凝土技术。有别于常规混凝土,该生态混凝土主要由多孔混凝土、保水材料、难溶性肥料和表层土组成,除具有常规混凝土的强度高、抗侵蚀等特点外,还具有与土壤孔隙率相近、内部连通性好、透水、透气等性能,因而适于植物的生长。在生态混凝土的选择上,本工程分别采用格状、仿石状和半球状3类砌块(如图1),各砌块单元主要以预埋于砌块中的钢筋扣将其连接起来,然后铺在平整后的岸坡上,再在空隙内填充营养土,栽植选择的植物。
2.2 生态混凝土砌块的铺设
在滨江河岸整治过程中,实施生态混凝土护坡区域为高程落差为2.5 m的水陆交替、侵蚀严重的区域。护坡按坡降与坡长1∶5的设计进行混凝土砌块铺设,因此,坡长为12.5 m。铺设前,土坡按设计坡降比平整压实成型,然后铺设细砂和碎石形成反滤层,再在反滤层上铺设各类型砌块,用钢筋连接件将各砌块单元连成一个有机整体。
2.3 植被构建方案
尽管生态混凝土有别于常规混凝土,但其主要组成材料仍是水泥和碎石,因而结构碱性较强,难以为许多植物前期生长提供较好的酸碱环境,因此,本项目采用由江苏大学研究复配的醋糟酸性基质材料,布设于混凝土各空隙之中,通过有效的酸碱中和,为多种植物的生长创造了更为适宜的环境。
植物的筛选以本土化、美化为原则,选取虉草、黑麦草、高羊茅、三叶草4种植物,其中虉草为禾本科根茎禾草,耐性强,适应性广,为镇江滨江湿地植物群落的优势种群之一;而三叶草、黑麦草和高羊茅均为常见的草坪植物,观赏性较强,尤其以三叶草更佳。栽培时,均以4种植物幼苗带状相间栽培,同时对部分砌块基质覆盖后不栽培植物,以作对照。栽培时间为2005年3月,并于5月底全面淹水前对植被状况作跟踪调查。由调查结果(表1)可知,在实施植被栽培的各类混凝土砌块中,无论是群落内物种数,还是群落盖度均较低,且相互间差异极小,这主要是栽培时间较短,砌块差异的影响效应尚未显现的缘故。而未栽培植物的空白砌块,极低的物种数和盖度表明已有少许原有岸边植物随机性地侵入。
3 不同设计方案植被效应分析
在护坡工程实施3年后,通过调查不同设计方案下的植被群落,分析各自植被效应的差异。群落调查同样在全面淹水前的5月底进行。
3.1 群落调查的方法
调查采用样方法,于每个小区对角线五点取样,样方数5个,样方面积1 m×1 m,小区3次重复,记录样方内物种的种类、均高、盖度、密度,并收获地上部分,烘干至恒重,称其干重,作生物量分析。
3.2 多样性分析的方法
生物多样性是衡量植物群落结构和功能复杂性程度和稳定性大小的指标,它由物种丰度(R)、生态优势度(SN)、群落均匀度(E)及物种多样性指数(H′)等系列参数组成。其中,物种多样性指数是物种丰度和群落均匀度的综合反映,而群落均匀度和生态优势度是一对互为负相关的参数。当群落内物种数越多,均匀度越大,群落的物种多样性指数就越高,群落也就越复杂和越稳定。因此,本研究采用植被生物多样性指标进行植被效应评判。为了能更准确反映草本植物的群落特征,在多样性参数测算时采用相对重要值(IV)指标,且IV=(相对盖度+相对密度+相对高度+相对频度)/4。多样性各参数计算公式分别为:
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式中:S为每个样方内的物种数;ni为第i个种的重要值;N为群落里所有种重要值之和,其中pi=ni/N。
3.3 不同设计方案植被生物多样性的差异
通过调查和测算,不同设计方案植被生物多样性指标及其他群落指标如表2所示。由表可知,不同类型的砌块中,以半球状砌块内物种数、生物量及物种多样性指数最高,仿石状砌块内植被次之,而格状砌块最低,这主要是砌块结构不同引起的。其中,半球状砌块为碎小的石子混凝土构成,空隙较大,且底部有孔达泥沙层,这样植物根茎不仅能在其内部伸展且能直接延伸到下部的泥沙层;而仿石状砌块尽管底部有孔直达泥沙层,但其仿石的大块状结构中通透性相对较差;而格状砌块虽然砌块结构和半球状相同,通透性较好,但其底部无孔与泥沙层直接相通,且格状的槽体较浅,容纳的基质土壤较少。因此,植被外貌上,半球状砌块内植被分布均匀、浓密、高大、且物种数和生物量最高;仿石状砌块内植被丛生特征明显,表现为大块的仿石体上无植物生长,植被高度、密度、生物量明显低于半球状砌块内植被;而格状砌块内植被物种尽管比较均匀,但植株相对矮小枯黄,密度较低,有一定的缺肥性状,这主要是其难以从底部泥沙层吸收到足够营养所致。另外,原先栽培的4种植物,经过2005-2007年3个丰水期的江水阶段性淹没,黑麦
草和狗牙根已经消失,说明二者难以适应镇江滨江的水文环境。而虉草和三叶草长势较好,并一起构成混凝土植被的优势种群。然而护坡上的虉草较湿地中虉草高度普遍降低,最大高度仅有120 cm左右,远远低于湿地中165 cm左右的高度,说明护坡生境的适宜性低于湿地环境。三叶草生长浓密,增加了护坡的景观美感。贴地生长的三叶草和挺立的虉草,互补立体性地利用着生境空间,辅之于其他本地野生植物,构成了优美的滨江护坡植被景观。
而未栽培植物的各砌块内,植物物种数、盖度及物种多样性指数均低,因而群落的稳定性差、环境功能低。从群落的外貌上看,三类砌块内植被优势种均为大巢菜,优势度高,而其他物种极少,只是间或少量地生长其间,群落单一。不同砌块间比较发现,半球状砌块植被生长较好,仿石状砌块次之,格状砌块最差,其原因同样是由于不同砌块间的结构差异所致。
4 结 语
通过对不同生态混凝土设计方案实施3年后的植被效应研究发现,在不同类型的混凝土,栽培筛选出的4种植物,均能收到较好的效果,但仍有差异。其中,半球状砌块区域内群落的物种多样性最高,说明该系统的稳定性更强,更能适应环境多变的堤岸水陆交错区域。而其他两种砌块区域内也保持较高水平的物种多样性和生物量,说明对应的植被也具有较强的稳定性。而不栽培植物的区域,尽管有一些当地物种侵入并繁育,但总体上物种数少、多样性低、群落盖度和生物量均低,很难发挥环境美化和去污功能,即使相对较好的半球状砌块,其间的一系列群落参数均远远对于种植植被的不同砌块植被,因此,在镇江滨江堤岸实施生态护坡工程,必须采取植被栽植方案与混凝土类型选择方案相结合的措施,其中,以栽植虉草和三叶草构建护坡植被的优势种群、同时选择半球状生态混凝土砌块效果最好,从而得到护坡植被构建、环境美化和水体净化等多重功能。
参考文献
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植被设计 篇9
1 研究区概况
研究区位于四川省西南部, 行政区划隶属于攀枝花市, 范围为102°20′E-102°45′E、26°30′N-26°45′N。研究区位于金沙江和雅砻江的交汇地带, 属南亚热带亚湿润气候类型, 降雨量少, 生物种类繁多。区域内植被主要以热带及亚热带落叶大乔木, 常绿针叶林为主。
2 数据源简介
本次研究使用的数据是由美国国家宇航局 (NASA) EOS数据中心提供的MODIS数据, 数据获取时间为2005年7月23日。该数据是由搭载于EOS/Terra卫星上的中分辨率成像光谱仪 (MODIS) 获取的, 其分辨率为250m。包括Blue、Red、NIR、MIR四个波段和经过后期处理的分辨率为250m的归一化植被指数数据、增强型植被指数。适合应用于植被指数的提取以及植被覆盖度的研究。
3 研究方法
3.1 数据预处理
根据实验要求对研究区域的MODIS数据进行预处理, 主要有数据格式转换、设置投影参数、几何校正及辐射校正等。该处理利用USGS EROS数据中心开发的MRT (Modis Reprojection Tool) 软件完成。
3.2 植被指数获取
综合考虑研究区自然地理特征, 选取归一化植被指数和比值植被指数进行研究。归一化植被指数 (NDVI) 计算公式为:NDVI= (NIR-R) / (NIR+R) ;比值植被指数 (RVI) 计算公式:RVI=R/NIR。其中NIR为近红外波段反射率;R为红光波段反射率。利用遥感图像专业处理软件ENVI5.1对经预处理后的MODIS图像提取植被指数。
3.3 植被覆盖度反演
区域植被覆盖度信息可由实地测量和利用遥感图像进行反演估算两种方法获取。其中, 遥感估算法分为植被指数法和混合像元分解法, 本次研究中采用植被指数法估算研究区植被覆盖度。在众多植被指数中, 归一化植被指数被广泛运用于植被生长状况的监测, 其与植被覆盖度具有很好的相关关系, 可用于植被覆盖度的反演。采用ERDAS的Model Maker模块对已求出的归一化植被指数代入计算, 反演出研究区地表植被覆盖度。由计算结果可见, MODIS遥感影像的植被覆盖度主要分布在0.1-1之间, 该区植被覆盖度较大。
3.4 植被指数与植被覆盖度相关性
在matlab7.1软件平台下, 分别对两种植被指数图像及植被覆盖度图像进行等间隔采样。研究时, 由于植被覆盖度与不同的植被指数的关系不同, 所以建立植被覆盖度估算模型时应采取不同曲线类型进行拟合。选择拟合曲线有:直线 (y=ax+b) 、抛物线 (y=ax2+bx+c) 、幂函数 (y=axb) 和指数曲线1 (y=aexp (bx) ) 、指数曲线2 ( (y=aexp (bx) +cexp (bx) ) 。分别计算出每种曲线下的相关程度及拟合效果指标 (如相关系数、均方根误差) 。如图1-图2
曲线图 (图1、图2) 中, 横坐标为曲线函数类型, 由数字1-5分别表示直线、抛物线、幂函数、指数曲线1和指数曲线2。由曲线图可得到如下结论: (1) 对于MODIS数据, 两种植被指数与植被覆盖度的相关系数都达到很高, 其中归一化植被指数相关系数最大。 (2) 植被覆盖度与植被指数的非线性相关因选择模式不同有很大的差异, 指数曲线2的相关系数最大, 抛物线次之, 指数曲线1的相关系数最小。
4 结束语
文章选取攀枝花地区为研究区, 通过对该区MODIS图像的处理, 获得了该地区的比值植被指数 (RVI) 、归一化植被指数 (NDVI) , 再根据植被指数反演植被覆盖度。然后, 在matlab7.1软件平台下, 选择直线、二次曲线、幂函数曲线、指数曲线等几种曲线类型来拟合植被指数与植被覆盖度之间的关系, 得出结论:不同植被指数类型与植被覆盖度相关性不同, NDVI与植被覆盖度相关性最大;植被覆盖度与各种植被指数的相关性因选择曲线类型不同有很大差异, 采用二次曲线拟合时相关系数最大, 而使用幂函数曲线拟合的相关系数最小。
摘要：在植被遥感监测领域, 植被指数被普遍运用于植物生长状况及植被覆盖的研究, 其与植被覆盖度有着密切的联系。文章选取攀枝花地区MODIS遥感影像作为信息源, 对归一化植被指数、比值植被指数与植被覆盖度间的关系进行研究。结果表明:基于MODIS数据提取的植被指数与植被覆盖度之间存在较强的相关性, 且相关系数大小与植被指数类型和选取的拟合函数类型有关。各植被指数同植被覆盖度间相关性最高的是归一化植被指数, 选用相同植被指数情况下, 指数曲线拟合的相关系数最大。
关键词：MODIS图像,植被指数,植被覆盖度,植被指数与植被覆盖度相关系数
参考文献
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植被设计 篇10
坡面流是水力学的重要研究分支之一,目前水力学研究的大多为河道水力学,或者是以水槽实验为基础的河道水力学,对于坡面流而言,由于坡面流水层浅,水力学特征参数不仅与水流有关,而且与下垫面情况关系紧密[1],且坡面流是坡面侵蚀的主要动力,它的流动边界条件较明渠水流要复杂许多,另外还受雨滴滴溅作用影响明显,因此与普通明渠水流相比,坡面流具有一些特殊性[2]。姚文艺等提出,坡面流水动力学特性主要取决于降雨强度和降雨历时、植被覆盖度和植被类型、坡面随机糙率、坡面坡度和长度以及边界稳定等问题[3]。
本文的目的是研究植被覆盖下的坡面流水力学特征,特别是阻力特征,并比较柔性植被和刚性植被对阻力影响的不同之处。因为坡面流水深往往比较小,而床面坡度一般都比较大,并且其流动特性较一般的明渠水流运动受边界条件的影响又相对敏感得多[4],所以坡面流阻力规律与一般的明渠水流阻力规律可能会有非常大的不同。如果植被的存在能使水流产生较大扰动,从而耗散较大的水流能量,增加水流阻力,那么会对控制流域非点源污染和水土流失措施的选择方面起到指导作用。
2 实验设计与方法
2.1 实验装置
本实验在四川大学水力学国家重点实验室的水槽中进行,水槽长6 m,宽0.5 m,水槽坡度分别可调整为5°,10°,15°。水流从水槽的顶部进入水槽,流量控制在0.1 ～3.0 L/s,使水流流态在层流到紊流间变化,每组实验测量6组不同的流量。
植被模拟:柔性植被用5 mm宽,80 mm高,1 mm厚的PVC塑料薄膜来模拟,横向间距为5 mm,塑料薄膜的底端靠坡面一端固定在坡面上,顶端则不被固定,可以随水流自由晃动;刚性植被需将塑料薄膜顶端固定在之前安装好的铁丝上,使其在坡面来水时不被冲倒。植被分布:塑料薄膜的纵向分布密度分别为14排/m、11排/m、7排/m,相应的植被覆盖度分别为50%、37.5%、25%。实验装置如图1。
2.2 实验原理
测量流速:采用染色剂测流速法,在距离水槽收缩出水口1 m处,滴入染色剂的同时计时,当染色水流的前锋到达收缩段时停止计时。同一个流量下测量8组相应流速。测量流量:在测流速的同时用水桶在水槽V型出口处接水,然后称重,从而计算相应流速的流量。
实验开始前,调节水槽坡度和流量使其稳定。用上面方法测得的流速为水流表面流速(Vb),即为测定长度除以时间,在固定的覆盖率、坡度、流量组合下, 重复测定8次,去掉最大值、最小值后取平均值。染色剂法测定的流速需根据流态进行修正,本研究采用的修订值分别为: 0. 67(层流) ,0. 7(过渡流),0.8(紊流)。
Darcy&Weisbach 阻力系数(f)为无量纲因子,而且可以应用到不同流态的水流,因此本研究采用f来衡量水流运动过程中受到的阻力。在本实验中,因为坡面薄层水流为宽浅水流,可用平均水深近似代替水力半径R。
式中:R为水力半径,m;θ为坡度,(°) ;V为水流平均速度,m/s;h为坡面平均水深,m ;Vb为水流表面流速,m/s;α为修正系数;g为重力加速度,m/s2;b为水槽宽,m;v为运动黏滞系数,m2/s;Q为流量,L/s。
本实验采用了3个坡度:5°,10°,15°;流量: 0.1～3 L/ s;3种覆盖率:25%,37.5%,50%。
3 实验结果与分析
3.1 坡面阻力系数和单宽流量的关系分析
(1)柔性植被覆盖。
曹颖、张光辉通过地表模拟覆盖率实验认为在同坡度同覆盖率组合下,不同流量下的阻力系数相差较小, 这说明流量对阻力系数的影响较小[5]。
图2、图3、图4给出了柔性植被覆盖的不同坡度下坡面阻力系数和单宽流量的关系,通过比较可以看到坡面阻力系数随单宽流量增大均变化不大。5°坡面在3种覆盖度下阻力系数主要集中在0～0.2;10°坡面阻力系数主要集中在0～0.1;15°坡面阻力系数主要集中在0.05～0.15。柔性植被覆盖下的坡面阻力系数和单宽流量的关系符合曹颖、张光辉的结论。
(2)刚性植被覆盖。
图2、图3、图4同时给出了刚性植被覆盖的不同坡度下坡面阻力系数和单宽流量的关系,观察可知它们呈现明显的正向幂函数关系,且刚性植被覆盖的坡面阻力系数在同等其他条件下要大于柔性植被覆盖的坡面阻力系数。单宽流量较小时,刚性植被覆盖的和柔性植被覆盖的坡面阻力系数相差不大。
3.2 坡面阻力系数和坡度的关系分析
(1)柔性植被覆盖。
张光辉在坡面薄层水流水槽实验中得到在不同坡度情况下随着坡度的增大,阻力系数也随着增大,这种趋势在小流量时更明显[6]。而在我们的实验中,坡面水槽上的PVC塑料薄膜模拟了柔性植被和刚性植被覆盖的情况,区别于张光辉实验中水槽底部的平滑塑料板,实验结果自然有所差异。
图5、图6、图7给出了柔性植被覆盖的不同坡度下坡面流阻力系数和坡面流量的变化关系,通过比较可以看出随着坡度的增大,坡面流阻力系数是减小的,并且随着坡面流量的增大这种减小的趋势更加明显。表1给出了不同坡度下柔性植被50%覆盖度时坡面流阻力系数f随坡面流量的变化关系。
(2)刚性植被覆盖。
图8、图9、图10给出了刚性植被覆盖的不同坡度下坡面流阻力系数和坡面流量的变化关系,通过观察可以发现它们之间的关系和柔性植被覆盖的坡面具有一致性,但在刚性植被覆盖的坡面上还有其他更显著的特征:10°坡面和15°坡面上的坡面流阻力系数曲线非常接近,这说明当坡度大于10°时,坡度对坡面流阻力系数的影响就比较小了,这点与曹颖、张光辉通过地表模拟覆盖率实验得到的同流量同覆盖率组合下不同坡度的阻力系数大小接近的结论相似[5]。
3.3 坡面阻力系数和雷诺数的关系分析
(1)柔性植被覆盖。
王文龙、雷阿林认为黄土丘陵区坡面薄层水流基本上处于过渡流和紊流的范畴,阻力系数是雷诺数的减函数,它随雷诺数的增大有减小的趋势,同时在不同坡度和雨强条件下,递减的速率亦有差异[7]。
图11、图12、图13给出了不同坡度不同植被覆盖度下坡面流阻力系数和雷诺数的双对数关系图,可以看出当坡面为柔性植被覆盖时,15°坡面的3种覆盖度和10°坡面25%覆盖度下阻力系数和雷诺数呈现负相关关系,符合王文龙、雷阿林的结论,并且覆盖度越小,负相关关系越显著。这说明大坡度小覆盖度下的坡面流阻力系数和雷诺数的关系与丘陵区坡面薄层水流更接近。
(2)刚性植被覆盖。
图11、图12、图13同时给出了刚性植被覆盖下坡面流阻力系数和雷诺数的双对数关系,可以看出由于刚性植被的覆盖改变了水流的物理流态,坡面流阻力系数和雷诺数不是负相关关系,相反呈现一定的正比关系,并且覆盖度越大,正相关关系越显著。
3.4 坡面阻力系数和植被覆盖度的关系分析
(1)柔性植被覆盖。
从图2、图3、图4中可以看出当坡面为柔性植被覆盖时,5°坡面和10°坡面下覆盖度对坡面流阻力系数影响不大,15°坡面下覆盖度越小,坡面流阻力系数和坡面流量的负相关关系越明显,即15°坡面相同的流量下,覆盖度越大坡面流阻力系数也越大。
张光辉在坡面薄层水流水槽实验中得到坡面流阻力系数总是随着坡面流量的增大呈幂函数形式减小的结论[6]。而在图2中可以从整体上看出只有当坡度为15°,柔性植被覆盖下且植被覆盖度为25%和37.5%的情况下坡面流阻力系数才随着单宽流量的增大而呈幂函数形式减小;当覆盖度为50%时坡面流阻力系数基本不随单宽流量的变化而变化,相关关系呈现一条平行于坐标轴的直线,实验结果见图5、图6、图7中15°趋势线。这一现象说明柔性植被覆盖的大坡度小覆盖率下的实验结果和张光辉的无植被覆盖的坡面薄层水流水槽实验结果相似。表2给出了15°柔性植被覆盖坡面不同覆盖度下坡面流阻力系数f随坡面流量的变化关系。
(2)刚性植被覆盖。
从图2、图3、图4中也可以看出同样的流量变化下当坡面为刚性植被覆盖时,坡面流阻力系数随着坡面植被覆盖度的增加而增加,但小流量时不同的植被覆盖度对坡面流阻力系数影响较小。
4 实验结论
本文采用变坡水槽, 在流量0.1～3.0 L/ s、坡度5°～ 15°、模拟植被覆盖度25%～ 50%时,对柔性植被和刚性植被覆盖下的坡面流阻力规律进行了深入探讨,有助于认识坡面流阻力特征与一般明渠水流阻力的差别。研究结果表明:柔性植被覆盖下的坡面流阻力系数随单宽流量变化不显著,但随着坡度的增大,阻力系数是减小的,大坡度小覆盖度下的坡面流阻力系数和雷诺数呈现负相关关系,同时植被覆盖度越大坡面流阻力系数也越大。而刚性植被覆盖下的坡面流阻力系数和单宽流量呈现良好的正向幂函数关系,同雷诺数、植被覆盖度也都有明显的正比关系,同坡度的变化关系和柔性植被覆盖相似,并且刚性植被覆盖下的阻力系数在同等其他条件下明显大于柔性植被覆盖下的阻力系数。
综上,为了减小坡面水力侵蚀、减小水流速度、增加坡面水流阻力系数,建议在控制非点源污染和减小坡面水土流失的措施中,尽量选择刚性植被来覆盖坡面,并提高植被的覆盖度,同时减小坡面的坡度,采用乔冠草结合的种植方式,这些措施将会起到明显的控制径流作用。
摘要：主要讨论植被覆盖下的坡面流水力学特征,特别是阻力特征,并比较柔性植被和刚性植被对阻力影响的不同之处,系统地研究了坡面流阻力系数与单宽流量、雷诺数、覆盖度、坡度的关系。研究结果表明:柔性植被覆盖下的坡面流阻力系数随单宽流量变化不显著,但随着坡度的增大,阻力系数是减小的,大坡度小覆盖度下的坡面流阻力系数和雷诺数呈现负相关关系,同时植被覆盖度越大坡面流阻力系数也越大。而刚性植被覆盖下的坡面流阻力系数和坡面单宽流量呈现良好的正向幂函数关系,同雷诺数、植被覆盖度也都有明显的正比关系,同坡度的变化关系和柔性植被覆盖相似,并且刚性植被覆盖下的阻力系数在同等其他条件下明显大于柔性植被覆盖下的阻力系数。
关键词：坡面流,柔性植被,刚性植被,阻力系数,覆盖度
参考文献
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[5]曹颖,张光辉.地表模拟覆盖率对坡面流阻力的影响[J].水土保持学报,2010,24(4):86-89.
[6]张光辉.坡面薄层流水动力学特性的实验研究[J].水科学进展,2002,13(2):159-165.
浅谈鸡西地区植被恢复与保护途径 篇11
【关键词】植被；恢复与保护；途径
原始森林被毁后，如果合理经营，天然次生林的发展完全可以恢复森林植被，但当时并没有采取任何保护措施，而是对残林和天然次生林继续破坏。这一地区的茂密森林被破坏殆尽，其生态平衡日趋失调，境内山泉基本枯竭，河流水量大为减少，甚至呈季节性干涸，水土流失严重。为了改善这种局面，新中国成立后，特别是1978年三北防护林工程实施以来，我省开展大规模的植树造林种草，植被种类和数量逐渐增多，有效地改善了生态环境。但是，植物群落不稳定，病虫害大面积发生，森林生态效益低下，森林火灾隐患严重。要从根本上解决这些问题，就要研究如何恢复被破坏的天然植被，使人工植被与生态环境重新融合为一体，并获得与天然植被相当的生态功能和生态产出效益。
1.植被恢复状况评价
所谓生态恢复理论包括三个方面，即恢复、重建和改建等三个方面。生态恢复就是使受损害的生态系统从远离其初始状态的方向回到干扰、开发或破坏前的初始状态所做的努力。而重建是将生态系统现有状态进行改善，增加了人类所期望的某些特点，压低那些人类不希望的某些自然特点。通过一定的生物、生态以及工程的技术与方法，人为地改变和切断生态系统退化的主导因子或过程，调整、配置和优化系统内部及其与外界的物质、能量和信息的流动过程及其时空秩序，使生态系统的结构、功能和生态学潜力尽快成功地恢复到一定的或原有的乃至更高的水平。改建则是将恢复和重建措施有机地结合起来。森林生态系统退化的突出表现是植被破坏后的水土流失、土地退化，恢复与重建的重要目标是恢复地力，使其具有维持生态系统稳定的能力。
虽然生物多样性与生态系统的稳定关系一直有不同的观点，但生态系统结构的复杂性和生物多样性对生态系统是极为重要的，它是森林进化和发展的基础，是森林生态系统抗干扰、自我恢复、适应环境变化的基础，也是生态系统稳定和功能优化的基础。许多人类活动极大地改变了物种多样性，这种变化反过来又影响生态系统的结构和功能。退化生态系统土壤、植被严重退化，进而造成土壤抗蚀性差、涵养水源功能差等环境问题，因而退化生态系统恢复的最终目标是改善退化系统的环境。鸡西地区为了恢复原有的生态系统，改善现有的生态环境，开展了大规模的植被恢复、提高植被覆盖的生态建设工程，取得了世人瞩目效果，20世纪林工程开始建设，开展了一系列的生态恢复工程。但有些恢复与重建实践缺乏对恢复植被及生态系统的可持续性、生态过程、健康状况等的研究和充分认识，缺乏对生态系统的科学管理。随着时间的推移，恢复生态系统内由于生物个体与个体、个体与环境之间的关系变化而发生动态变化，植被恢复不能达到预期目标。具体表现为： 重乔木，轻灌、草，层次结构不合理，功能不完善； 树种单一，抗虫、抗病能力差，稳定性差； 纯林太多，缺乏树种的合理配置，土壤肥力自我维持、调节能力差，地力衰退严重； 生物多样性差。
2.植被恢复与保护途径
2.1飞播造林
飞播造林重点解决播区地面处理和种子处理。播区地面处理主要指植被处理。让飞播区保持适当的植被，有利于防止种子移位流失，减少鸟兽危害，提供幼苗遮阴等作用。但植被过高过密，枯草层过厚时，反而妨碍种子着土发芽和光照，幼苗发育不良，生长纤弱，甚至被压死亡； 相反，如植被过稀，不仅影响种子固定，幼苗也易受干旱和日灼危害。因此，在飞播前可以通过割灌措施或封育措施减少或增加植被，以提高飞播成效。种子是飞播的物质基础，飞播造林区别于天然下种更新就在于不仅可以根据立地条件选择造林树种，而且还可以根据需要，在播种前对种子进行必要的处理，以提高播种成效。一是在飞播的树种选择上，应以乡土树种为主，对引进树种必须经过引种试验成功并通过鉴定后，才能大面积播种，即使同一树种，也应注意树种分布的适生区，外调种子应执行国家标准所规定的用种调拨范围调集。二是加强种子检验，提供飞播造林用种必须进行种子品质检验，达不到标准的种子，不能使用。三是根据不同树种特点，对种子分别进行筛选、风选和包衣等处理，同时，还要进行药剂拌种，使用鸟鼠驱避剂。在飞播中，注意播区和播期的选择。设计播区中的宜播面积应在70%以上，从而增加有效播种面积。播期的选择应在雨季，理想的播期应选择在播前阴雨天，播后雨连绵，飞播后种子发芽早，根生长快，出苗面积大，保证飞播有效面积，达到预期效果。
2.2封育途径
封山育林包括封山育林和封育改造。一是对宜林地、无立木林地、疏林地封禁并辅以人工促进手段，使其形成森林或灌草植被的一项技术措施。二是对低质、低效有林地、灌木林地实施封禁，并采取定向培育的育林措施，即通过保留目的树种幼苗、幼树，适当补植改造，并充分利用生态系统的自我修复能力是提高林分质量的一项技术措施。在现有荒山面积中，对于有天然下种母树和天然幼树分布的地块实施封山育林。采取划定区域、工程围栏、设立标牌、工程封禁等技术措施，确保植被恢复，形成天然复层异龄林良好的植被结构类型。
2.3人工造林途径
造林树种选择在恢复植被过程中，由于受恶劣自然条件的限制，造林树种选择比较单一，水土保持林主要以油松为主，其次有少量的侧柏、沙棘、刺槐、山杏等； 防风固沙林主要是樟子松、杨树等； 农田防护林主要是杨树、榆树。同时，多年来为了迫切改善生态环境，植被恢复未考虑适地适树的原则，形成了大面积的“小老树”。通过对地区立地类型分类，确定适宜的造林树种、草种， 地区恢复植被主要造林适宜树种及草种立地类型 适宜造林树种、草种低山山地立地类型华北落叶松、蒙古栎、糠椴、樟子松、侧柏、山杏、油松、紫穗槐、花曲柳、色木槭、山杨、黑桦、沙棘、胡枝子、小叶锦鸡儿沙棘、柠条、黄柳等。
主要造林技术措施 整地方法：（1）水平沟整地；（2）鱼鳞坑整地；（3）穴状整地。栽植方法： 在水平沟、鱼鳞坑或穴状整地的栽植点上采取小坑靠壁栽植方法，坑深视苗木根系长短而定，一般比原根迹深1～3cm； 苗木植于坑内先填大半坑土，进行灌水，灌水量以土壤能否手握成坨，且水应浇到苗木根部； 待水渗下后填满坑土，并将坑面全部踩实，最后坑面再覆一层活土。
3.结论
植被设计 篇12
2013年2月11号, 由美国航空航天局和美国地质调查局联合研制的Landsat8卫星成功发射, 携带两个主要载荷:OLI (运行陆地成像仪) 和TIRS (热红外传感器) 。Landsat8的设计和特征与Landsat7基本相同, 但采用了更为先进的技术, 性能和可靠性都有所提高[1]。本研究选取Landsat7 ETM+与Landsat8 OLI同一地区、接近同一时间的两景数据, 利用Arcgis10.0, ENVI5.0软件, 进行了植被与非植被的定量分析对比。
1 研究区概况及数据源
数据来源于中国科学院计算机网络信息中心———科学数据中心。
选取时间最接近的同一地区的两景影像;能够代表植被生长状况、覆盖情况等各生物物理特征一般是在6月~9月, 数据选取见表1。约位于湖北省孝感市东南部区域, 东西11 040 m, 南北8 730 m。
从图1和图2可以看出, Landsat7的数据植被区和建筑用地、裸地的亮度较接近, 很难将植被和非植被区分开来;而Landsat8的植被区较暗, 城镇、裸地、道路的亮度较高, 很容易从目视判读的角度区分开。这是由于Landsat8的OLI的全色波长范围是在0.50μm~0.68μm, 不包括近红外波段的光谱, 从而有利于植被和非植被的区分。
2 数据预处理
Landsat7和Landsat8得到的数据为Level1T级别, 是经过系统辐射校正和几何校正, 所以一般情况下可以直接使用而不需要几何校正。本研究图像直接进行辐射校正。大气会对阳光和来自目标的辐射产生吸收和散射, 消除大气的影响是非常重要的。采用基于辐射传输方程的大气校正———MORTARN模型, 具有较高的辐射校正精度[2]。
3 植被信息提取
3.1 NDVI计算
植被指数中, 归一化植被指数NDVI对植被监测灵敏度较高, 在一定程度上能消除地形和群落结构的阴影、辐射干扰及太阳高度角和大气所带来的噪声。通常用NDVI来进行植被覆盖度研究[3]。
其中, NIR为近红外波段;R为红波段。对于Landsat7的ETM+:
特别地, 对于Landsat8的OLI:
计算图像的NDVI值, 植被的正常范围是在0~1之间。但由于地面的阴影以及图像边缘的切割等因素, 会出现不在此范围之内的异常值。可用ENVI中的Band Math创建掩膜, 将异常值去除。
3.2 PCA变换
图像各波段之间通常是相关的, 通过主成分分析可以去除波段间的多余信息。通过统计分析, 本例中Landsat7第一主分量PC1信息量占到约79%, 而Landsat8第一主分量PC1占到67%。
3.3 波段组合
采用监督法分类中的最大似然分类。此法最重要的就是植被样本的选择, 采用波段组合方法来提取。
样本要易于将植被从地物中提取出来, 要选择相应的波段进行假彩色合成。方法一般有两种:
1) 采用信息论及数学方法, 以组合三波段标准差之和最大以及波段间的相关系数最小为依据;
2) 从视觉效果和假彩色合成[4]。采用两种方法相结合的方法, 将PCA得到的第一分量PC1作为红波段, NDVI作为绿波段、Band1作为蓝波段进行假彩色合成, 如图3和图4所示。
从图3, 图4可以看到, 植被区域在假彩色合成后颜色均匀一致, 有利于样本选择。在Landsat8的假彩色合成图上, 植被与水体、道路、裸地、建筑等用地更加明显, 主要是由于NDVI在进行计算时, 利用了近红外波段, Landsat7 ETM+的近红外波段Band4, 范围为0.77μm~0.90μm, 而Landsat8 OLI的近红外波段Band5, 范围调整为0.845μm~0.885μm, 排除了0.825μm处水汽的影响, 植被提取更加容易。
3.4 最大似然分类
在假彩色合成的图上, 以多光谱和全色采用Gram-Schmidt融合之后的15 m的图像为参考底图, 进行监督分类, 将植被和非植被提取出来, 导入到Arcgis中, 结果见表2。
4 结论与讨论
1) Landsat8 OLI图像较之Landsat7 ETM+图像, 全色波段的收窄, 更容易将植被和非植被区分开来。
2) ETM+数据是2013年8月8日, OLI是2013年7月31日, 接近夏季植被越好, 但通过定量的方法提取植被, OLI的植被反而比ETM+提高12.823%。到地面实况进行的真实性调查, 发现在植被提高的12.823%的数据中, 约有1/5是非植被。但仍说明Landsat8传感器设计等各方面性能有了改进和提高, 相对于Landsat7对植被的监测准确度有了一定的提高。
3) 只采用了监督法分类中的最大似然分类法进行比较, 因此对观测数据要求较高;只选取了湖北省某一地区为研究对象来研究, 具有一定的局限性, 其他地区情况, 值得进一步分析研究。
参考文献
[1]Xu HQ, Tang F..Analysis of new characteristics of the first Landsat8 image and their eco-environmental significance[J].Acta Ecologica Sinica, 2013, 33 (11) :3249-3257.
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