山地垂直带谱的高精度提取与坡向效应研究

垂直带的分布高度在山地不同侧翼和坡向上往往具有很大的差异。过去获得的山地垂直带谱的记录过于离散和粗略，而且精度一般只有100m，远远未能体现山地的复杂性和多样性，并影响到山地垂直带数字集成的有效性和构建分布模式的准确性。在大范围野外订正不太现实的情况下，本项目拟利用高分辨率（10m以内）遥感影像和高精度（1：5万或更高）DEM，沿坡向变化连续提取垂直带界线，获得完整的数字曲线带谱，进而将离散的、概括性数据提升为连续的定位、定量信息，使垂直带的识别精度从100m级提升到50m或更高。在此基础上，结合过去详细的区域调查数据，比较分析和总结垂直带（谱）在山系、侧翼、山峰（360度）等不同尺度上的连续变化模式，揭示不同自然地带内垂直带（谱）随坡向发生的变化规律。本项目的实施可以有效提高山地垂直带的识别精度，使我们对山地坡向与垂直带谱的关系获得比较精确和系统的认识。

基金项目：山地垂直带谱的高精度提取与坡向效应研究.项目批件号：40971064执行年限：2010.1--2012.12.本项目意在利用高分辨率遥感信息和DEM数据，高精度提取植被坡向信息，更深入地研究和认识山地植被垂直带随坡向的变化规律。包括如下工作和相关成果：.（1）垂直带坡向信息的数字化提取方法研究。以巴基斯坦北部Kaghan流域为了研究区，利用GIS、遥感、程序设计等现代信息技术手段提出了山地垂直带坡向信息提取的方法（SAIIMAB），实现垂直带随坡向分布情况全数字化、定量化地显示和表达。本方法包括以下步骤，分别为：数据预处理；垂直带坡向数据库的构建；定量表达；图形显示。揭示了垂直带随坡向发生三次方程变化的规律。.（2）数字曲线带谱构建的方法和步骤。利用Matlab2010b开发绘图程序，生成贺兰山针叶林带随“坡向-高程”的像元分布图；利用ArcGIS工具包中的工具边界对次要点和低密度点进行剔除，除去边界稀疏噪声点的影响；每隔坡向的10度，提取上下两个极值点作为特征点；将这些边界特征点组合成针叶林带谱的上限特征点集和下限特征点集；利用不同方法进行拟合。发现两次方程可以很好地描述贺兰山针叶林随坡向的变化。.（3）山地森林带的全坡向变化模式及机理分析。贺兰山针叶林分布面积随坡向的变化几乎是完美的正态分布，东坡、西坡、山体的拟合R2值分别为：0.954、0.986、0.990。针叶林分布面积随坡向的变化与年太阳辐射总量存在紧密的关系，两者的相关系数在东坡、西坡、山体分别为-0.9714、-0.8579、-0.9578，说明太阳辐射对针叶林的坡向分布有决定性的影响作用。.（4）地带性坡向指数的构建。山地植被带及其高度界限随坡向的变化的幅度、方式在不同区域是不一样的。为了表示这种区域性变化，我们提出了“地带性坡向指数”的概念，来反映垂直带坡向差异随区域发生变化的规律。作为本项目的延伸，工作几近完成，成果将作为本项目的成果。