基于无人机影像的城市复杂三维绿量快捷估算——以上海植物园为例

摘要

三维绿量是表征城市植被生态效益的综合指标,如何在高度异质性的城市生境中精确、快捷地开展三维绿量监测,是当前城市植被生态效益评估亟待解决的难题.本研究以上海植物园为对象,通过无人机航摄系统对上海植物园进行低空高分辨率影像获取,逐像元提取并计算地表高程模型和冠层高度模型,对上海植物园三维绿量进行估算,进而对绿量空间分布格局进行分析.研究发现:（1）无人机影像的整体平面和高程精度优于0.1 m,冠层高度模型精度的平均误差为0.27 m,标准差为0.58 m.（2）上海植物园的绿量分布呈东北低西南高的格局,总绿量为3 538 944.50 m³.绿量最高的3个园区分别为牡丹园（289 491.00 m³）、松柏园（338 322.10 m³）和温室附属绿地（360 587.50 m³）;绿量最低的3个园区分别为休闲绿地（24 761.50 m³）、单子叶植物园（31 621.40 m³）和蔷薇园（74 607.30 m³）;植物园平均绿量密度为6.51 m³/m²,最高绿量密度的3个园区分别为兰室（9.23 m³/m²）、蕨类园（11.30 m³/m²）和广玉兰香樟大道（13.11 m³/m²）;绿量密度最低的3个园区分别为休闲绿地（1.57 m³/m²）、科研中心绿地（1.81 m³/m²）和蔷薇园（2.58 m³/m²）.（3）各专类园绿量与乔木群落分布面积、建群种高度以及两者的乘积显著相关,各专类园绿量密度与乔木群落面积占专类园比例、建群种高度以及两者的乘积显著相关.本研究可为城市植被绿量快捷估算提供方法参考,并为上海植物园绿量估算与空间格局优化提供基础数据.

关键词

城市植被 / 三维绿量 / 无人机 / 植物园