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空间分层抽样在森林覆盖监测中的应用研究-以泗阳县为例

作　者: 孙皓晗
导　师: 佘光辉
学　校: 南京林业大学
专　业: 森林经理学
关键词: 空间分层抽样 Moran’sⅠ指数 Kriging插值航片材积表森林蓄积量
分类号: S718.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

本文在高分辨率的航片遥感影像图下，借助于遥感和地理信息系统软件，对泗阳县林木覆盖面积进行抽样调查，并在抽样的基础上，辅助于航片立木材积表，对泗阳县林木蓄积进行估算。将高分辨率的航片遥感影像图作为底图，在其上布设100m*100m的抽样框。先进行预抽样，以预抽样的抽样结果作为先验知识，在可靠性95%和抽样精度85%的水平上进行传统的简单随机抽样、系统抽样和空间抽样中的空间随机抽样、空间分层抽样，比较抽样结果。通过泗阳县的数据对空间抽样和传统抽样结果做出比较，证明空间分层抽样是最为省时省费用的最优抽样方法，并得出以下分析结论：（1）泗阳县森林覆盖面积的空间自相关程度非常显著，具备了采用空间抽样调查的前提条件。通过Moran’sⅠ指数量化泗阳县森林覆盖面积的空间自相关性。泗阳县森林覆盖面积空间自相关系数为0.18，显著性检验指标Z值为8.48，远远大于显著性水平99%时的临界值2.58，因此，泗阳县森林覆盖面积具有显著的空间自相关性。（2）采用普通Kriging法插值结果作为空间分层的分层辅助因子，效果显著。理论上分层辅助因子与调查目标的相关性越高，分层效果越好，首选是基于调查目标本身来分层，但是由于泗阳县林地分布不均匀，大部分穿插于农田，建筑物，道路，成条带状分布，给分层带来了很大的困难，并且在抽样中会造成较大的抽样误差。因此，采用空间分层是相对较好的方法，并且花费少，效率高。用普通Kriging插值方法的插值结果作为空间分层抽样的分层辅助因子，空间分层共分为3层。（3）根据结果分析可知，空间分层抽样在森林覆盖面积调查中是一种更切合实际的调查方法。森林资源在空间上往往具有一定的相关性，空间抽样承认这种相关性，并且量化这种相关性，在抽样决策中利用这种相关性，降低抽样成本。与空间随机抽样相比，空间分层抽样不仅涉及空间自相关性，还涉及空间异质性，使得空间分层抽样的抽样结果更加精确。空间分层抽样相对误差最小，抽样精度最高，具有成本低，效率高的特点。在论证了泗阳县抽样调查方法中空间分层抽样是最优抽样方法后，以此为基础，借助于航片材积表对泗阳县森林蓄积量进行估算，从而得出以下结论：（1）在空间分层抽样的基础上，估测泗阳县的森林蓄积量为2,836,400立方米，单位面积森林蓄积量为65.83m~3/hm~2。根据2010年江苏省认定数据可知，估测结果符合实际情况。（2）泗阳县森林蓄积量的估测结果也充分证明森林资源调查中，调查因子存在显著的空间自相关性和空间异质性，这种特性使得传统的森林资源调查分析不够严谨，随着3S技术的不断发展，遥感影像图的花费降低，将3S技术充分运用于林业调查中，改变以往的森林资源调查成本高、时间长、需要大量的人力、物力这一系列问题。

空间分层抽样在森林覆盖监测中的应用研究-以泗阳县为例

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