基于数码照相法的草地总盖度测定方法研究
发布时间：2021-12-11 15:32
本试验从通过设置6个分辨率（2400万像素、1400万像素、1200万像素、1060万像素、900万像素和800万像素）、3个拍摄高度（1.36m、1.43m、1.46m）和3个拍摄时间段（9AM11AM、12AM15PM、16PM18PM）等影响相片拍摄的因素,应用Photoshop（PS）与MATLAB处理获得估算盖度值（P>0.05）,用点测法测定草地盖度验证,应用逐步回归分析法建立通用模型,旨在为草地植物群落野外调查提供便捷的盖度调查手段。结果表明:（1）在不刈割样地中,应用2400万像素,拍摄相片时间段为9AM11AM与16PM18PM,拍摄高度为1.46m所拍摄的盖度相片估算精度最佳。（2）在刈割样地中,应用2400万像素,拍摄相片时间段为9AM11AM,拍摄高度为1.46m所拍摄的盖度相片估算精度最佳。（3）MATLAB软件处理相片的盖度值比PS处理受光照强度影响小,更适合于相片盖度提取。（4）对不同分辨率、不同拍摄高度与不同时间段影响...
【文章来源】：山西农业大学山西省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
标定点
-7-材料与方法1研究区概况试验地位于山西省朔州市右玉县威远镇后所堡村山西农业大学右玉草地生态系统野外观测研究站（E112°19′39.6″，N39°59′48.5″），地处晋北农牧交错带，海拔1348m。年均温为4.7°C，年降水量平均为435mm，主要集中在6-9月。气候类型属于温带大陆性季风性气候，草地类型属于草甸草原，草地物种以赖草（Leymussecalinus）和碱茅（Puccinelliadistans）为主。2试验设计从草地5月-10月采用数码照相法获取植被图像，同时用点测法实测植被覆盖度并及时记录。为了保证由相片数据所计算的草地盖度的准确性，在拍照时要将数码相机及手机置于样方的中心位置，并保证镜头与地面水平且成像范围完全覆盖样本，这样所拍摄出的照片在最大程度地减少了因几何形变带来的误差。试验设置6种分辨率梯度：2400万像素（24M）、1400万像素（14M）、1200万像素（12M）、1060万像素（10M）、900万像素（9M）和800万像素（8M）。其中24M、12M、9M使用200D佳能单反相机，剩余的使用华为荣耀6X手机。根据1米65到1米75身高正常伸出手的高度进行垂直高度，将拍摄高度设置为1.36m、1.43m、1.46m共3个。为了减小图像处理时的误差，拍摄前对草地样方进行标定。标定方法为：切割4个面积相等的直角三角形，每个面积为130cm2（图1），并用红油漆涂色作为标定点。在拍摄盖度相片前，在样方的四个角上分别放上一个红色三角板后进行拍摄（图2）。图1标定点图2标定后的草地样方图像Figure1FixedpointFigure2DemarcatedSquareimageofthegrasssample
-8-对标定后的相片盖度的步骤如下：第一步，记录软件中显示出的红色像素点总数；第二步，记录草地样方中绿色像素点总和；第三步，计算图像处理的草地盖度值。计算公式如下：红色三角板面积红色三角板的像素点总和=绿色植被所占面积绿色像素点总和绿色植被所占面积草地样方总面积×100%=Cv图3标定后MATLAB命令窗口及像素统计图Figure3MATLABcommandwindowandpixelstatisticsaftercalibration根据不同时间段光照强度不同，设置9AM～11AM、12AM～15PM和16PM～18PM共3个时间段进行拍摄以比较曝光强度的影响。3草地盖度的测定方法试验选定刈割、不刈割与放牧3种草地，共计152个小区，每个小区均1个1m×1m的样方。其中，不刈割草地14个处理，包括：对照、硝酸铵NH4NO3、硫酸铵(NH4)2SO4、碳酸氢铵NH4HCO3、尿素CO(NH2)2、缓释尿素CO(NH2)2、农家肥（羊粪）以及施氮量分别为0、1、2、4、8、16、24和32gN-2的氮肥。在本研究中分别用DN0、DN1、DN2、N3、DN4、N5、N0、N1、N2、N4、N8、N16、N24和N32表示。每个处理6个重复，共计84个小区。刈割草地6个处理，包括：对照、硝酸铵NH4NO3、硫酸铵(NH4)2SO4、碳酸氢铵NH4HCO3、尿素CO(NH2)2、缓释尿素CO(NH2)2、农家肥（羊粪）。在本研究中分别用N0、N1、N2、N4、N8、N16、N24和N32表示。每个处理重复6次，共计36小区。草地每年刈割一次，刈割时间为每年8月末。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于照相法的荒漠草原植被覆盖度测定方法[J]. 随金明,宋乃平,薛毅,陈娟,陈晓莹,吴婷,李敏岚. 中国草地学报. 2019(02)
[2]基于数码照片的草地植被盖度快速提取方法对比[J]. 徐金勤,邱新法,丁肖,何永健,王丹丹. 江苏农业学报. 2018(02)
[3]生物土壤结皮对照相法测量植被覆盖度结果的影响[J]. 宋丽丽,白中科,樊翔,孙鹏旸,卫怡. 生态学报. 2018(04)
[4]基于WorldView 2影像的矿区植被重建效果评估[J]. 张泽民,吕昌河,谢苗苗,周伟. 生态学报. 2018(04)
[5]逐步回归分析法及其应用[J]. 游士兵,严研. 统计与决策. 2017(14)
[6]基于手机相片的草地植被盖度估算方法研究[J]. 丁肖,邱新法,高佳琦,龚敬瑜. 浙江农业学报. 2017(06)
[7]基于Landsat 8 OLI和MODIS数据的高寒草地盖度升尺度效应研究——以夏河县桑科草原试验区为例[J]. 孟宝平,崔霞,杨淑霞,高金龙,胡远宁,陈思宇,梁天刚. 草业学报. 2016(07)
[8]沉水植物水蕴草盖度高光谱遥感估算研究[J]. 柴颖,阮仁宗,王玉强. 地理空间信息. 2016(05)
[9]基于数码相机的草地植被盖度测量方法对比研究[J]. 陈祖刚,巴图娜存,徐芝英,胡云锋. 草业学报. 2014(06)
[10]2001-2011年甘南草地植被覆盖度动态变化分析[J]. 马琳雅,崔霞,冯琦胜,梁天刚. 草业学报. 2014(04)
硕士论文
[1]基于无人机遥感影像的芨芨草群落植被盖度图像分割方法对比研究[D]. 吴赵丽.安徽大学 2018
[2]呼伦贝尔沙地植被覆盖度变化遥感监测研究[D]. 白彦.内蒙古农业大学 2013
[3]2000-2011年东北亚地区植被覆盖度变化研究[D]. 韩佶兴.中国科学院研究生院(东北地理与农业生态研究所) 2012
[4]利用照相方法估算灌木和草地植被地上生物量的研究[D]. 苏占雄.西安建筑科技大学 2009
[5]基于GIS与RS的干旱区土地利用/土地覆盖专题信息提取技术研究[D]. 欧立业.中国科学院研究生院（青海盐湖研究所） 2004
本文编号：3534928
【文章来源】：山西农业大学山西省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
标定点
-7-材料与方法1研究区概况试验地位于山西省朔州市右玉县威远镇后所堡村山西农业大学右玉草地生态系统野外观测研究站（E112°19′39.6″，N39°59′48.5″），地处晋北农牧交错带，海拔1348m。年均温为4.7°C，年降水量平均为435mm，主要集中在6-9月。气候类型属于温带大陆性季风性气候，草地类型属于草甸草原，草地物种以赖草（Leymussecalinus）和碱茅（Puccinelliadistans）为主。2试验设计从草地5月-10月采用数码照相法获取植被图像，同时用点测法实测植被覆盖度并及时记录。为了保证由相片数据所计算的草地盖度的准确性，在拍照时要将数码相机及手机置于样方的中心位置，并保证镜头与地面水平且成像范围完全覆盖样本，这样所拍摄出的照片在最大程度地减少了因几何形变带来的误差。试验设置6种分辨率梯度：2400万像素（24M）、1400万像素（14M）、1200万像素（12M）、1060万像素（10M）、900万像素（9M）和800万像素（8M）。其中24M、12M、9M使用200D佳能单反相机，剩余的使用华为荣耀6X手机。根据1米65到1米75身高正常伸出手的高度进行垂直高度，将拍摄高度设置为1.36m、1.43m、1.46m共3个。为了减小图像处理时的误差，拍摄前对草地样方进行标定。标定方法为：切割4个面积相等的直角三角形，每个面积为130cm2（图1），并用红油漆涂色作为标定点。在拍摄盖度相片前，在样方的四个角上分别放上一个红色三角板后进行拍摄（图2）。图1标定点图2标定后的草地样方图像Figure1FixedpointFigure2DemarcatedSquareimageofthegrasssample
-8-对标定后的相片盖度的步骤如下：第一步，记录软件中显示出的红色像素点总数；第二步，记录草地样方中绿色像素点总和；第三步，计算图像处理的草地盖度值。计算公式如下：红色三角板面积红色三角板的像素点总和=绿色植被所占面积绿色像素点总和绿色植被所占面积草地样方总面积×100%=Cv图3标定后MATLAB命令窗口及像素统计图Figure3MATLABcommandwindowandpixelstatisticsaftercalibration根据不同时间段光照强度不同，设置9AM～11AM、12AM～15PM和16PM～18PM共3个时间段进行拍摄以比较曝光强度的影响。3草地盖度的测定方法试验选定刈割、不刈割与放牧3种草地，共计152个小区，每个小区均1个1m×1m的样方。其中，不刈割草地14个处理，包括：对照、硝酸铵NH4NO3、硫酸铵(NH4)2SO4、碳酸氢铵NH4HCO3、尿素CO(NH2)2、缓释尿素CO(NH2)2、农家肥（羊粪）以及施氮量分别为0、1、2、4、8、16、24和32gN-2的氮肥。在本研究中分别用DN0、DN1、DN2、N3、DN4、N5、N0、N1、N2、N4、N8、N16、N24和N32表示。每个处理6个重复，共计84个小区。刈割草地6个处理，包括：对照、硝酸铵NH4NO3、硫酸铵(NH4)2SO4、碳酸氢铵NH4HCO3、尿素CO(NH2)2、缓释尿素CO(NH2)2、农家肥（羊粪）。在本研究中分别用N0、N1、N2、N4、N8、N16、N24和N32表示。每个处理重复6次，共计36小区。草地每年刈割一次，刈割时间为每年8月末。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于照相法的荒漠草原植被覆盖度测定方法[J]. 随金明,宋乃平,薛毅,陈娟,陈晓莹,吴婷,李敏岚. 中国草地学报. 2019(02)
[2]基于数码照片的草地植被盖度快速提取方法对比[J]. 徐金勤,邱新法,丁肖,何永健,王丹丹. 江苏农业学报. 2018(02)
[3]生物土壤结皮对照相法测量植被覆盖度结果的影响[J]. 宋丽丽,白中科,樊翔,孙鹏旸,卫怡. 生态学报. 2018(04)
[4]基于WorldView 2影像的矿区植被重建效果评估[J]. 张泽民,吕昌河,谢苗苗,周伟. 生态学报. 2018(04)
[5]逐步回归分析法及其应用[J]. 游士兵,严研. 统计与决策. 2017(14)
[6]基于手机相片的草地植被盖度估算方法研究[J]. 丁肖,邱新法,高佳琦,龚敬瑜. 浙江农业学报. 2017(06)
[7]基于Landsat 8 OLI和MODIS数据的高寒草地盖度升尺度效应研究——以夏河县桑科草原试验区为例[J]. 孟宝平,崔霞,杨淑霞,高金龙,胡远宁,陈思宇,梁天刚. 草业学报. 2016(07)
[8]沉水植物水蕴草盖度高光谱遥感估算研究[J]. 柴颖,阮仁宗,王玉强. 地理空间信息. 2016(05)
[9]基于数码相机的草地植被盖度测量方法对比研究[J]. 陈祖刚,巴图娜存,徐芝英,胡云锋. 草业学报. 2014(06)
[10]2001-2011年甘南草地植被覆盖度动态变化分析[J]. 马琳雅,崔霞,冯琦胜,梁天刚. 草业学报. 2014(04)
硕士论文
[1]基于无人机遥感影像的芨芨草群落植被盖度图像分割方法对比研究[D]. 吴赵丽.安徽大学 2018
[2]呼伦贝尔沙地植被覆盖度变化遥感监测研究[D]. 白彦.内蒙古农业大学 2013
[3]2000-2011年东北亚地区植被覆盖度变化研究[D]. 韩佶兴.中国科学院研究生院(东北地理与农业生态研究所) 2012
[4]利用照相方法估算灌木和草地植被地上生物量的研究[D]. 苏占雄.西安建筑科技大学 2009
[5]基于GIS与RS的干旱区土地利用/土地覆盖专题信息提取技术研究[D]. 欧立业.中国科学院研究生院（青海盐湖研究所） 2004
本文编号：3534928
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