测量仪器与原理:
采用数码相机拍照的方法测量了盈科绿洲的农田、湿地、戈壁、沙漠与荒漠的典型地物的植被覆盖度。样方的设计、照片拍摄方法和数据处理方法都经过一定的分析和考虑。
具体分几条进行描述:
0. 测量仪器:简易观测架搭配数码相机,将数码相机置于支撑杆前端的仪器平台,保持拍摄的竖直向下,远程控制相机测量数据。观测架可以用来改变相机的拍摄高度,面向不同类型植被实现有针对性的测量。
1. 样方设置和“真值”获取:玉米等低矮植被样方大小10×10米,果树样方30米×30米。每次测量时沿两条对角线依次拍照,共取9张照片(当地表覆盖非常均一时也有少于9张的情况),均匀分布在样方内。9张相片处理得到各自覆盖度之后取平均,最终得到一个样方的覆盖度“真值”。
2. 拍摄方法:针对低矮植被如玉米,直接采用观测架观测,保证观测架上的相机距离植被冠层的高度远大于植被冠幅,在方形样方内沿着对角线采样,然后做算术平均。在视场角度不大(<30°)的情况下,视场内包括大于2个整周期的垄行,相片的边长与垄行平行;针对较高植被如果树,在树冠下面从下向上拍摄照片,叠加配合对树冠下地表低矮植被从上向下的拍摄,得到植株附近的覆盖度,再拍摄植株之间非树冠投影区域的低矮植被,计算植株间隙的覆盖度。最后通过树冠投影法,获得树冠的平均面积。根据垄行距离计算植株树冠下与植株间隙的面积比例,加权获得整个样方的覆盖度。
3. 数据处理方法:采用一种自动分类方法,具体见5“建议参考文献”第0条文献。通过RGB颜色空间转换到更容易区分绿色植被的Lab空间,对绿度分量a的直方图进行聚类,分离出绿色植被和非绿色背景2组分,获得单张相片的植被覆盖度。该方法的优点在于其算法简单、易于实现而且自动化程度和精度较高。今后还需要更多的快速、自动、准确的分类方法,最大限度发挥数码相机方法的优势。
配套数据:
在记录表中文字记录了植被的种类、株高、垄宽、行宽、拍摄高度信息,同时附有数码相机拍摄的场景照片和田埂照片(农田)。
数据处理:
基于数字图像里面的分类方法,对植被和非植被像元分类后得到相片代表样方的植被覆盖度。
文章的引用 Li X, Liu SM, Xiao Q, Ma MG, Jin R, Che T, Wang WZ, Hu XL, Xu ZW, Wen JG, Wang LX. A multiscale dataset for understanding complex eco-hydrological processes in a heterogeneous oasis system. Scientific Data, 2017, 4: 170083. doi:10.1038/sdata.2017.83.
数据的引用穆西晗,黄帅,陈一铭. 黑河生态水文遥感试验:黑河流域中游植被覆盖度数据集. 黑河计划数据管理中心, 2013. doi:10.3972/hiwater.043.2013.db [Mu Xihan,Huang Shuai,Chen Yiming. HiWATER:Dataset of Fractional Vegetation Cover in the middle reaches of the Heihe River Basin. Heihe Plan Science Data Center, 2013. doi:10.3972/hiwater.043.2013.db] (下载引用:RIS格式 | RIS英文格式 | Bibtex格式 | Bibtex英文格式)
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