基于无人机可见光数据荒漠灌木覆盖度提取方法研究

为了提高荒漠植被的提取精度,以黄河乌兰布和沙漠段东岸的灌木为研究对象,基于可见光波段荒漠灌木的光谱特性,从指数、阈值方法、影像分辨率角度,对可见光波段差异植被指数(VDVI)、过绿指数(EXG)、归一化绿蓝差异指数(NGBDI)、归一化绿红差异指数(NGRDI)、红绿比值指数(RGRI)、过绿减过红指数(EXG-EXR)6种植被指数特征进行了对比和影响因素分析。结果表明:在荒漠灌丛研究区内,EXG和EXG-EXR指数直方图为双峰特征,其余均为非双峰特征。针对峰值特征,分别采用直方图阈值法和阈值迭代法计算阈值可行。VDVI,EXG-EXR和NGBDI的平均提取精度为98.11%,87.25%,84.73%,Kappa系数均大于0.7(K>0.61),适合提取荒漠灌木植被,其余植被指数提取精度均低于80%;在航拍影像出现明暗纹理不均一的情况下,除NGBDI指数灰度图外,其他指数灰度图均出现阴影纹理,但仅EXG指数提取精度受阴影纹理影响,精度由77.03%降低到64.88%;综合地面像素分辨率、影像拼接效果(明暗度、完整性)对提取精度的影响,40 m和50 m的飞行高度是野外调查的优先选择高度。

冬季沙漠沙丘土壤凝结特征及来源分析

在乌兰布和沙漠沿黄段流动沙丘开展冬季土壤凝结水研究,揭示冬季沙丘表层含水率增加的来源机制,探究冬季土壤凝结水的发生特征、来源及影响因素。结果表明:冬季沙丘确有土壤凝结水产生且能够一直存在于土壤中,发生时段在下午16点~次日8点左右。日变化呈单峰曲线,日变化过程可分为吸湿阶段,凝结阶段、蒸散消耗阶段;沙土初始含水量会影响土壤凝结水的发生层次,主要在地面以下4~6cm之间。其中烘干干沙与自然干沙的影响深度分别为6cm和4cm。空气水汽主要发生在沙土表层0~2cm之间,土壤水汽影响的最大深度为6cm;土壤凝结水的增重主要发生在凝结阶段。水汽来源以空气水汽为主,空气水汽所占比例分别为自然干沙70.81%,烘干干沙66.04%;土壤凝结水与相对湿度呈极显著正相关(相关系数r值在0.659~0.775),不同初始含水量对温度的相关性有差异,自然干沙与地温、近地层空气温度呈显著相关(r值在-0.562~-0.747)。烘干沙土与地温、露点温度、空气温度相关性不显著;冬季土壤凝结水的存在能够改变沙土的表面状态(含水量、孔隙冰),有效的提高沙粒的启动风速阈值,限制风蚀的发生。