数字图像技术在草原植被生长状况监测中的应用

摘要

本研究利用尼康D560单反数码相机获取草原植被冠层的图像信息，用Photoshop默认的RGB（red-green-blue,红-绿-蓝）色彩模式提取图像色彩参数，将提取的红光（rad）值、绿光（green）值，蓝光（blue）值与植被平均高度、植被覆盖率、单位面积株数3个反映植被生长状况的指标进行分析，构建植被生长状况与图像色彩参数模型，利用决定系数（R²）、均方根误差（root mean squared error, RMSE）、相对误差（relative error, RE,%）进行模型精度评价。结果表明：植被覆盖率与图像色彩参数的决定系数较平均高度和单位面积株数高，与R值、G值及B值3个色彩参数的决定系数分别为0.837 9、0.899 4、0.869 9,均高于0.8的水平。构建植被覆盖率与色彩参数G值和R值回归模型，模型分别为y=0.310 5x+40.943和y=-0.008x²+1.409 8x+9.462 6,这两个预测模型的解释比例达到89.94%和92.18%,预测精度较理想。对这两个模型进行验证，二次方程预测的植被覆盖率的理论值与真实测量值之间的决定系数为0.803 8,均方根误差为2.27,相对误差为2.8%,3项数据较线性方程的评估效果好。表明利用数字图像技术监测植被覆盖率的状况是可行的，为草原植被无损诊断提供理论依据。

关键词

图像技术 / 草原植被 / 回归模型 / 无损诊断