基于無人機遙感的荒漠林大沙鼠災害空間分布及其影響因素分析.pdf

1、林地作為“絲綢之路經(jīng)濟帶”重要戰(zhàn)略布局中生態(tài)文明建設的主體，對構筑區(qū)域生態(tài)屏障、推動沙漠治理具有重要意義。古爾班通古特沙漠作為我國的第二大沙漠，其荒漠灌木林是維系新疆城市整體生態(tài)環(huán)境安全的前沿保護地帶和天然生態(tài)屏障。而近年來，該區(qū)域大沙鼠災害持續(xù)高發(fā)，大沙鼠采食和掘洞行為造成了荒漠林衰敗、土質(zhì)疏松、流沙四起，嚴重威脅著荒漠林生態(tài)環(huán)境的健康。實時、準確、動態(tài)地監(jiān)測大沙鼠鼠洞的空間分布及影響因素，及時開展有效措施進行防治刻不容緩。
　

2、　由于荒漠林區(qū)的復雜性，傳統(tǒng)的大沙鼠調(diào)查和監(jiān)測方式費時費力，不能達到實時、準確、大面積監(jiān)測鼠情的需求。衛(wèi)星遙感在林業(yè)病蟲害中的應用研究已經(jīng)非常全面和深入，但在鼠害監(jiān)測方面鮮有報道，主要原因在于衛(wèi)星遙感影像的空間分辨率無法滿足鼠洞識別的精度要求。無人機低空遙感系統(tǒng)填補了這一弊端，其高時效、高分辨率、全自動化等性能為荒漠林大沙鼠災害監(jiān)測提供了一種新的有效監(jiān)測手段，提高了鼠情監(jiān)測的信息化水平和效率。本文嘗試采用無人機遙感技術，對荒漠林大沙鼠鼠

3、洞的空間分布規(guī)律進行研究，主要成果體現(xiàn)在以下幾個方面：
　?。?）確定大沙鼠鼠洞識別的最佳航拍空間分辨及大數(shù)據(jù)預處理流程：
　　以古爾通古特沙漠南緣的大沙鼠典型危害荒漠林區(qū)為實驗區(qū)，采用固定翼無人機搭載可見光波段的高清數(shù)碼相機，野外航拍獲取兩種不同空間分辨率的荒漠林大沙鼠典型危害區(qū)航片數(shù)據(jù)，確定最佳鼠洞識別空間分辨率；并經(jīng)過內(nèi)業(yè)快速拼接處理獲取了研究區(qū)2.4cm空間分辨率的數(shù)字真正射影像（TDOM）和1m空間分辨率數(shù)字高程數(shù)

4、據(jù)（DEM），用于進一步研究。
　?。?）荒漠林大沙鼠航空影像解譯規(guī)范和技術體系的形成：
　　在TDOM數(shù)據(jù)基礎上，分別采用人工目視解譯、最大似然分類方法及面向?qū)ο蠓诸惙椒▽DOM影像進行解譯進而提取鼠洞空間分布信息，并對比分析各方法在荒漠林鼠洞提取中的適用性和分類精度。研究結果表明：最大似然分類方法精度較低，不適用；人工目視解譯準確度高，但對于大面積且密度較高的鼠害分布區(qū)，工作量太大；而面向?qū)ο蠓诸惙椒ǚ诸惥容^理想，且

5、很大程度上提高了航空影像大數(shù)據(jù)的處理效率，適用性較好。
　?。?）基于GIS的荒漠林大沙鼠鼠洞密度提取及危害程度分級標準研究：
　　本文以鼠洞空間分布數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)源，在ArcGIS軟件的支持下，分別采用Kernal密度分析和基于GIS格網(wǎng)單元的鼠洞密度提取方法計算了研究區(qū)大沙鼠鼠洞密度。研究表明：kernal密度分析結果從整體上反映了實驗區(qū)鼠洞的密度空間分布及聚集情況；此外，通過建立GIS格網(wǎng)單元，根據(jù)鼠洞密度計算公式，采用G

6、IS疊置和空間統(tǒng)計功能獲取了實驗區(qū)大沙鼠鼠洞密度空間分布圖，在此基礎上，進一步對大沙鼠危害程度進行分級統(tǒng)計，結果發(fā)現(xiàn)研究區(qū)大沙鼠災害處于中高密度及猖獗狀態(tài)，即重度危害。
　?。?）荒漠林大沙鼠鼠洞空間分布及其影響因素綜合分析：
　　首先對荒漠林大沙鼠鼠洞空間分布數(shù)據(jù)進行空間自相關檢驗，并采用標準差橢圓從二維角度探討了鼠洞分布點的分布中心、分布范圍、分布走向和分布的各向異性。從地形地貌、植被覆蓋及荒漠類型三個方面集成分析和探討