基于植被季相节律的滨海湿地类型信息提取及动态变化分析

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滨海湿地是生态系统的重要组成部分,在调节地区生态平衡以及维持区域气候变化方面均具有重要意义,实现滨海湿地类型信息提取有利于保护区的可持续发展。本文以江苏盐城国家级珍禽自然保护区核心区为研究对象,采用2005年、2010年和2015年3期遥感影像数据,在探索滨海湿地植被季相节律、典型湿地类型多元特征的基础上,采用CART决策树分类模型,重点研究了基于像元和面向对象的不同湿地类型信息提取方法,对近10年研究区各湿地类型动态变化进行分析。本文得到的主要研究结果如下:(1)研究区内米草、芦苇、碱蓬3种植被的NDVI时间序列变化曲线总体上是符合植被季相生长规律的。以研究区2014年1-12月份Landsat遥感影像数据为基础,提取米草、芦苇、碱蓬3种植被的NDVI均值,建立NDVI时间序列变化曲线,探索不同植被一年中季相生长规律。得出3种植被生长期大约为2-11月份,NDVI均值分别在10、11月份达到最大,植被季相节律的分析可以为后续遥感影像的选取提供一定的理论依据。(2)基于面向对象的分类方法优于基于像元的分类方法,精度从82.9%提高到87.5%,Kappa系数从0.77提高到0.84。对植被季相节律、光谱、植被指数以及纹理等多元特征分析的基础上,结合CART决策树模型,分别采用基于像元和面向对象的单层次分类方法对研究区湿地类型信息进行提取。结果表明,面向对象的方法能够有效提高滨海湿地类型信息提取精度。(3)基于面向对象的多层次分类方法优于基于面向对象的单层次分类方法,精度从87.5%提高到92.3%,Kappa系数从0.84提高到0.90。采用基于CART决策树模型的面向对象分层分类方法,依据每层湿地类型特点选择适合的光谱、植被指数以及纹理等最优特征量,对研究区各湿地类型信息进行提取,结果表明基于面向对象的多层次分类方法可以实现研究区湿地类型精细化分类。(4)近10年研究区内芦苇面积变化最大,从3005.56 hm~2增加到5882.40 hm~2;水域面积变化最小,从10986.93 hm~2减少到10216.46hm~2。对2005-2015年研究区各湿地类型变化幅度、动态度以及转移矩阵进行分析,得出芦苇变化幅度为95.7%,动态度为19.1%;水域变化幅度为-7.0%,动态度为-1.4%;米草变化幅度为25.6%,动态度为5.1%;碱蓬变化幅度为-33.6%,动态度为-6.7%;鱼塘变化幅度为-70.1%,动态度为-14.1%。(5)近10年研究区内碱蓬呈现不断减少的趋势,而米草和芦苇呈现不断增加的趋势。对研究区主要植被类型进行空间叠加分析,得出研究区碱蓬空间格局变化主要在核心区中部,呈现出不断减少的趋势;米草空间格局变化主要在核心区东部和西南部,呈现出不断向东西两方向扩张的趋势;芦苇空间格局变化主要在西北和西南区域,呈现出不断向西扩张的趋势。
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