江苏东台条子泥湿地碱蓬时空分布特征研究开题报告

研究背景：东台条子泥湿地属于潮间带滩涂，海岸类型为粉砂淤泥质，会被潮水周期型的淹没，是海岸带中最具有生态价值和生物多样性的地带。由于条子泥湿地独特的地质结构，湿地里生活着数百种底栖生物，它还提供各种生态系统服务，包括食物来源、海岸稳定、风暴预防和生物多样性保护。东台条子泥湿地生长着大片碱蓬地，而碱蓬具有独特的盐生结构，能够使潮滩上生长其他植物，使潮滩上的有机质含量增加，使潮滩的土壤化过程加速。因此，它被誉为改造盐碱地的“先锋”。种植碱蓬能够有效地降低土壤表层中的含盐量，为东台条子泥湿地滩涂围垦创造低盐的土壤条件。

研究目的及意义：碱蓬有效降低土壤表层含盐量的功能对于条子泥湿地实现滩涂围垦有着重要的作用。目前学术界有关于湿地植被时空动态遥感监测的课题、论文成果不少，也有一些是从景观格局空间演变的角度进行研究。但是对于东台条子泥湿地碱蓬时空分布特征的研究却少之又少。对东台条子泥湿地碱蓬分布从时空分布特征角度进行研究，对遥感影像进行辐射校正、几何校正和大气校正等处理，利用碱蓬提取指数等算法提取碱蓬空间分布信息，再利用空间叠加分析得到碱蓬时空分布填图，分析其时空分布特征，揭示其空间分布的演变规律。得出的结论将有助于认识和理解条子泥湿地碱蓬分布情况，为条子泥湿地的滩涂围垦规划提供参考。利用先进的GIS技术手段和分析算法，监测东台条子泥湿地碱蓬时空分布特征，对于条子泥湿地的生态保护和管理有着极其重要的科学价值和现实作用。

2. 研究内容和预期目标

主要研究内容：

1、滨海湿地碱蓬信息提取算法研究

通过分析国内外研究现状，结合研究区植被分布实际情况，选择利用采用随机森林算法对条子泥湿地植被信息进行分类，提取出碱蓬信息。

3. 研究的方法与步骤

研究方法：随机森林算法

随机森林算法是一种基于决策树的新型机器学习算法，随机抽取原始训练集2/3的样本作为一个新的训练集，然后从M个特征中随机抽取m个以完全分裂的方式生产决策树，最后集成多棵决策树组成随机森林分类器对特征数据集进行分类，新样本的类别由所有决策树以投票的方式来决定，每次抽样未被抽到的 1/3 数据称为袋外样本，用 OOB 数据通过交叉验证的方法可以估计内部误差。

研究步骤：首先下载2000-2023这24年间9/10/11月份的影像数据，经过辐射校正、几何校正和大气校正等预处理后，选用随机森林算法提取碱蓬空间分布信息，再利用空间叠加分析得到碱蓬时空分布填图，分析其时空分布特征。

4. 参考文献

[1] 李营, 陈云浩, 陈辉, 王晨. GF-1 WFV影像的翅碱蓬植被指数构建[J], 武汉大学学报信息科学版, 2019, 44(12):1823-1831.

[2] 宋创业, 刘慧明, 刘高焕, 黄. 采用广义加法模型整合数字高程模型和遥感数据进行植被分布预测[J], 植物生态学报, 2012, 36(10):1106-1119.

[3] 王美玲, 焦琳琳, 王晓红, 等. 曹妃甸湿地典型植被光谱特征差异分析[J], 浙江农业学报, 2019, 31(6): 963-969.

5. 计划与进度安排