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数据说明:高程和坡度图的制作方法介绍

更新时间:2025-01-07 工作计划 版权反馈
【摘要】:其中,高程分布图基于ArcGIS 10.0软件,按照研究区边界裁剪、提取;坡度图应用ArcGIS 10.0软件提供的空间分析模块,基于DEM数据计算得到。

1.土地利用及植被类型图

本书中所用遥感影像取自中国科学院计算机网络信息中心地理空间数据云平台。盐城自然保护区于1983年成立,1992年晋升为国家级自然保护区,土地利用方式及保护区总面积经过多次调整。结合数据的可得性、连续性考虑,本研究分别以1987年、1992年、1997年、2002年、2007年、2013年代表不同时期开展实证研究——选取成像时间为各时期8月的两幅(条带号119、行编号37,条带号120、行编号36)遥感影像,拼接得到研究区矢量图文件(见彩图1),其中1987年、1992年、1997年、2002年、2007年的影像为Landsat 4-5 TM卫星数字产品,2013年的影像为Landsat 8 OLI_TRIS卫星数字产品(空间分辨率为30 m)。

在前述基础上,本研究利用ENVI 4.3软件、eCognition Developer 8.0软件等对有关卫星遥感数据进行影像融合(生成具有新的空间、波谱、时间特征的合成影像数据,从而获得更精确、更丰富的信息)、几何校正(改正和消除遥感影像成像时形成的形变)、裁剪等预处理工作(栅格数据分辨率为30 m×30 m,坐标系统一为WGS_1984,投影采用通用横轴墨卡托投影系统),最后据此开展分析工作。

2.地形数据

地形因子是地表起伏状态的数字化表达,是最基本的自然地理要素之一。地形能够影响土壤和植被的形成、发育,制约地表物质迁移及能量流动,进而决定土地的利用方式及土地质量。本研究选取高程、坡度为基本地形因子,表征研究区地形特征,所用数据来源于中国科学院计算机网络信息中心的国际科学数据共享平台提供的分辨率为30 m的数字高程模型(digital elevation model,DEM)。其中,高程分布图基于ArcGIS 10.0软件,按照研究区边界裁剪、提取;坡度图应用ArcGIS 10.0软件提供的空间分析模块,基于DEM数据计算得到。

3.气象数据

本研究使用的气象数据包括有关年度气温、降水量、太阳总辐射量(通过日照时数转换得出),数据来源于中国气象数据共享网(http://data.cma.cn/)。为了提高模拟精度,在上述数据处理过程中,本书一共选取了13个气象站点的月平均数据,其中包括位于研究区范围之内的6个站点以及相邻的7个站点,然后通过ArcGIS 10.0软件中提供的普通克里金法进行空间插值,最终得到上述数据的栅格图,并通过投影转换和重采样使之与归一化植被指数具有相同的投影坐标和空间分辨率(有关数据均按此标准处理,不再赘述),考察期内研究区的8月平均气温和降水量如彩图2所示。

4.野外采样工作说明(www.xing528.com)

在开展本研究相关的研究过程中,作者及项目组成员共实施了5次野外调查和采样工作(分别为2015年11月、2016年8月、2016年11月、2017年6月和2017年8月下旬)。在历次野外调查过程中,首先参考前期遥感影像并结合实地调查结果对植被分类图进行了精度检验和修正,使Kappa系数和总体分类精度在80%以上,达到了进一步分析之需。同时还深入研究区开展了植被、地貌、海拔、坡度等外业调查和采样工作(研究区域的潮汐类型为正规半日潮,所有采样工作均在每月两次大潮间并每日高低潮之间完成,如图2.1所示)。

野外采样步骤简述如下:在研究区选择相对连续的植被演替序列,分别在其核心区及南北试验区、南北缓冲区随机设置5条样带,然后在每条样带内按照植被的演替序列连续设置50 m×50 m样方,按由海向陆的顺序,样方依次为无植被生长的光滩、互花米草(Spartina alterniflora)、盐蒿(包括碱蓬Suaeda glauca和盐地碱蓬Suaeda salsa)、芦苇(Phragmites australis)和水稻田,每个样方设置10个采样点(平行岸线和垂直岸线各5点);利用卫星定位工具记录采样点地理坐标,原位测定取样框内植株密度并收集其凋落物,然后齐地收割并挖取植物根系。为了最小限度地破坏植被,随机选取5株植株测量高度并记录平均值,最后基于多点混合取样法收集根系附带的土壤,混合均匀后装入密封取样袋带回实验室留待分析(彩图3展示的是野外采样地点的植被情况及实验室分析场景)。

图2.1 野外采样的潮汐时间表(据中国海事服务网)

室内数据分析工作的步骤如下:首先,利用电子秤称量土壤样品湿重,在自然条件下至其完全风干后称量土壤样品干重并测其含水率(第3章,分析生态脆弱性的主导因子);其次,将土壤样品研磨后利用2 mm细筛去除杂质,制备土壤溶液,利用笔式盐度计测定土壤电导率及土壤盐度(第3章,分析生态脆弱性的主导因子);再次,将植株经80℃恒温烘干,测定各采样点植被地下生物量、地上生物量及凋落物质量,计算植株冠根比等(第5章,分析植被NPP向土壤有机碳转化过程中的各部分碳储量);最后,委托专业机构(青岛科标检测中心,依据LY/T 1237—1999、LY/T 1228—2015、LY/T 1232—2015、LY/T 1234—2015、LY/T 1251—1999、LY/T 1239—1999、LY/T 1215—1999等相关标准)测定土壤有机碳、平均粒径以及总氮、总磷等营养元素的含量(第3章,分析生态脆弱性的主导因子)。

5.其他数据来源说明

本研究所用温室气体通量数据源于前期项目组成员在研究区开展的野外调查工作[39],本书采用的是不同景观类型的年均值。个别年度(时期)的环境因子数据有缺失或存在失真的可能,在参考相关文献的基础上[40-45],作者对其进行了失真检验和校正。另外,以盐城湿地珍禽国家级自然保护区官方网站公布的物种名录为基础,本书还参考南京林业大学与南京师范大学等单位组织完成的江苏盐城沿海湿地科学考察报告、南京师范大学地理科学学院王国祥教授等的著作《盐城沿海湿地——江苏盐城湿地珍禽国家级自然保护区综合科学考察报告》以及南京大学地理与海洋科学学院左平副教授等的著作《江苏盐城滨海湿地生态系统与管理》等学术资料,在附录部分列出了盐城滨海湿地有关生物名录。最后须指出的是,由于遥感影像的成像时间不完全统一,所以尽管作者在综合比较前人工作的基础上,对部分年度的植被分类数据进行了大量统计分析工作,但是空间替代时间的处理手段仍不能完完全全地反映真实的历史情况。

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