摘要
植被不仅可以阻止荒漠化的蔓延、而且可以降低温室气体排放污染、以维持稳定的气候环境。藏东南地区气候干燥、降雨量少、植被稀少、存在荒漠化的现象，保护生态环境迫在眉睫。研究藏东南地区植被覆盖率变化趋势，在促使藏东南地区的生态环境与经济协调发展方面，具有一定的实际意义。论文在阐述景观格局、3S技术等概念基础上，围绕藏东南地区植被覆盖数据提取方法、分析藏东南植被覆盖变化过程，提出该地区植被覆盖保护对策，结合生态文明中的经济发展，揭示生态文明政治制度建设和生态文化建设双管齐下，才能促进当地经济可持续性发展。
关键词：植被覆盖，变化特征，藏东南
Abstract
Vegetation can not only prevent the spread of desertification, but also reduce the pollution of greenhouse gas emissions to maintain a stable climate. In the southeast of Tibet, the climate is dry, the rainfall is little, the vegetation is rare and there is desertification, so it is urgent to protect the ecological environment. It is of practical significance to study the trend of vegetation coverage in the southeast of Tibet in order to promote the coordinated development of ecological environment and economy. Based on the concept of landscape pattern and 3S technology, we studied the process of vegetation cover change in Southeast Tibet from the general situation, data acquisition and analysis as well as the results. Finally, we put forward the countermeasures of vegetation cover protection in Southeast Tibet, including the economic development in ecological civilization, the establishment of political system of ecological civilization, the construction of ecological culture and the construction of ecological civilization society.
Keywords: Vegetation cover，Change characteristics，Southeast Tibe
1绪论
1.1选题背景与意义
植被的生长状况与区域的光照、大气和水息息相关，是多种要素共同作用的结果。植被生长呈现出规律性地带变化，植被不仅可以促进生态空间的能量循环，也可以使大气、土地、水分三者相互连接。植被不仅可以阻止荒漠化的蔓延、而且可以降低温室气体排放污染、以维持稳定的气候环境。荒漠地区绿洲为人类提供水资源，是区域居民赖以生存的基础。但是，随着人类生产生活强度增加，温室排放气体增加引起气候发生变化，绿洲面积大幅度退化，并且引发出其他的生态问题。植被覆盖率的变化研究不仅具有理解本地生态、自然环境、能源循环等的实质协调性，而且具有掌控干旱区域水资源开发利用和保护环境的权衡发展。
藏东地区指西藏东部地区，地处横断山脉和三江（金沙江、澜沧江、怒江）流域，总面积22.6175万平方公里，总人口85.26万人。藏东地区冬季气候干冷，年温差小，日温差大，容易受到霜冻、雪灾、冰雹等自然灾害影响，而且气候干旱、降雨量较少、植被稀少，生态环境脆弱。随着藏东南地区的发展，城市规模进一步加大，水资源矛盾日益突出，致使藏东南地区的土地利用结构将发生根本性变化。同时，藏东南地区的因恶劣自然环境，土地荒漠化现象一触即发，保护生态环境迫在眉睫。因此，研究藏东南地区植被覆盖率变化趋势，在促使好藏东南地区的生态环境与经济协调发展方面，具有一定的实际意义。
1.2国内外研究进展综述
有学者运用虚拟变量模型因子分析法，协调度模型法和比较分析法，定量分析了植被覆盖的在全国尺度的时空变化，揭示为了确保植被利用的可持续性，需采取土地生态管制，并提出了相关的政策及措施（张全景，2008；曹瑞芬，2013）。有学者通过探索植被覆盖指数的衍生路径，发现植被生长与中国陆地具有相对良好的线性关系（谭术魁，2012）。有学者通过研究区域不同的植被覆盖类型并监测其动态变化，表明不同流域的植被类型与土壤湿度、降水数量和地下水位的高低存在显著的空间差异（蔡银莺，2012；朱兰兰，2015）。有学者探讨了土地植被覆盖的作用机理及管制策略，阐明了自然生态空间变化与人类活动的关系，提出完善国土空间规划体系，需做到自然生态空间用途管制与其他自然资源管理改革制度设计并驾齐驱（沈悦，2017）。有学者认为我国植被覆盖呈现出退缩-退缩-扩张的变化趋势，而且研究区域内裸地面积下降，植被覆盖率提高，生态环境日趋好转，建议建立以自然生态空间用途管制为核心的土地利用总体规划，完善相关法律体系和操作技术（赵永斌，2006）。
有学者利用高分辨率遥感影像(分辨率0.25 m)构建评价技术方法、建立计算区域植被覆盖率的多元回归模型、确定资源与生态环境遥感监测的主要内容，研究成果为开展我国土地生态整治调查、生态系统服务功能定量表达和生态综合管理提供了方法保障，为实现土地利用定性、定量监测提供技术支持（朱晓华，2010；刘旭，2012；王静，2003）。有学者通过阐述影像信息提取、面积精度评价等过程技术方法,讨论遥感监测成果与植被覆盖率成果的相关问题,对植被覆盖率监测的进一步发展提出了建议（林宗坚，2003）。有学者以广东省为例，采用实证分析法论证了大比例尺土地利用方法的技术路线，结果表明大比例尺是开展研究植被覆盖率工作的主要方法（董玉祥，2004）。
1.3研究的主要目标和内容
（1）利用现有遥感数据解译藏东南地区的植被覆盖指数，分析植被指数变化趋势，衡量植被年内生长情况；
（2）选取植被覆盖情况最好的数个月份，利用ArcGIS软件计算逐年植被指数，衡量植被当年生长情况，通过现场调查取得植被覆盖率的状况，并对计算出的植被覆盖率分布进行验证。
（3）分析植被覆盖时空变化趋势及特性。
1.4研究方法
1.植被覆盖计算采样ArcGIS软件运行。首先在ArcCatalog软件Shapefile文件里面建立具体类型，通过文件XY投影及坐标系类型，选取面状结构类型，其采用标准分带平面直角坐标系统。
2.在所创建Shapefile文件里，利用ArcGIS所勾勒出的植被覆盖遥感图面积存储为相应字段，结合高斯-克吕格投影以及地块的界址点坐标，明确数据源坐标系，利用ArcGIS中Shapefile文件快速计算功能，计算承包地快面积。
3.在ArcMap上加载建成的遥感影像图和Shapefile文件，结合外业草图勾绘地块。ArcGIS可以导入信息，ArcMap成图时录入块地权属信息，同时也需Excel表格进行导入。
1.5创新点
利用ArcGIS软件在研究植被覆盖率变化中的应用，体现在测绘分析、存储业内信息、分析要素编码三个内容上，可以更好地认识地表地物的分布规律，为保护藏东南地区生态环境、促进城市可持续发展和合理规划土地利用提供依据。
2相关概念和理论
2.1景观格局
在景观生态学中，景观格局是出现频率较高的学术用语。景观格局(Landscape Pattern)的含义是：在空间格局上，包括景观组成不同单元的景观类型、景观数量以及它们的空间分配，分布类型包括均匀性分布、随机性分布和集聚性分布三种模式。均匀性分布主要是人为制造的景观，随机性分布主要说明影响因素因素在景观生态中起到的作用，聚集性分布格局主要是生态环境因素在长期变化中的综合结果。研究景观生态格局的变化，是研究景观生态功能的基本。景观格局具有异质性功能，是由三种景观元素族组成，包括：斑块(patch)、廊道(corridor)和基质(matrix)，形成斑块-廊道-基质模式。
分析景观格局的目标是，随着时间的推移，在貌似无序的景观斑块中，发现有规律性的景观及其结构变化，并且分析外界影响对其产生的作用。这些外界影响是综合性的，不仅只包括自然生态环境的影响，也包含各人类社会之间复杂的关系作用。通过景观格局分析，可以确定分析并确定景观格局的影响因子和变化机制，以此探讨景观格局变化的性质等问题。
2.2“3S”技术
“3S”技术是对地形观测的三种空间技术系统，即地理信息系统(Geograph Information System, GIS)、遥感(Remote Sensing, RS)、全球定位系统(Golobal Positioning system, GPS)。“3S”技术在空间尺度研究上，是研究景观生态学的重要技术工具。GIS是在景观生态学的研究对象、研究尺度与方法的必备研究工具，GIS的三大基本功能是数据库管理(包括属性数据和空间数据)、空间分析、图形显示与制作。而ArcGIS软件在操作界面更加方便，数据处理功能更加强大。此外，ArcGIS兼容性强，适用多种类型计算机系统，不仅可以与常用软件，如CAD等进行对接，还可以支持ENVI数据格式。ArcGIS可以对数据进行合并、分割，进行二次开发，成为数据庞大、高要求的农村土地利用研究首选软件。
3藏东南地区植被覆盖率变化过程研究
3.1研究区概况
藏东南地区是西藏植被覆盖率最为丰富的地区，目前对西藏植被的研究主要集中在大区域的中低分辨率影像。林芝地区地行复杂，植被类型多样，是西藏自治区高植被覆盖的典型代表区域。
表1 林芝地区主要植被类型及地类
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一级 |
二级 |
三级 |
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森林 |
针叶林 |
冷杉林 |
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云杉林 |
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高山松林 |
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云南松林 |
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柏木林 |
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阔叶混交林 |
栎类林 |
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桦类林 |
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中平树+大果榕林 |
|
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墨脱青冈+刺栲林 |
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其他硬阔类林 |
|
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针阔混交林 |
高山松+其他硬阔类林 |
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非森林 |
耕地 |
|
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草地 |
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|
|
水体 |
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|
居民用地 |
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3.2数据的获取与分析
3.2.1数据获取
本文以8景2015年覆盖林芝地区的生长季Landsat TM遥感影像为主要的数据源，结合林芝地区森林资源分布图和林相图，2013年林芝地区森林资源第二次调查数据和外业实测样地点等辅助数据，对林芝地区的森林资源进行定量分析和综合评价，以期为该区域的森林资源配置与优化和林业工程的实施与森林保护措施的制定等提供一定的参考。
图1 2015年林芝植被覆盖遥感影像图
图2 2000年林芝归一化差分植被指数（NDVI）
图3 2000年林芝归一化差分植被指数（NDVI）
3.2.2藏东南地区植被覆盖数据分析
表2 林芝地区植被面积统计
|
序号 |
森林植被类型 |
分类面积(A) |
二调面积汇总（B） |
(A-B)/B(%) |
|
面积（万hm2） |
比例(%) |
面积（万hm2） |
比例(%) |
|
1 |
冷杉 |
96.13 |
44.2893 |
97.38 |
43.6623 |
-1.2836 |
|
2 |
云杉 |
13.75 |
6.3349 |
11.25 |
5.0442 |
22.2222 |
|
3 |
高山松 |
27.15 |
12.5086 |
28.3 |
12.6889 |
-4.0636 |
|
4 |
云南松 |
32.57 |
15.0058 |
33.06 |
14.8231 |
-1.4822 |
|
5 |
桦类 |
7.25 |
3.3402 |
7.04 |
3.1565 |
2.9830 |
|
6 |
柏木 |
4.09 |
1.8844 |
6.28 |
2.8158 |
-34.8726 |
|
7 |
栎类 |
10.12 |
4.6625 |
11.9 |
5.3356 |
-14.9580 |
|
8 |
墨脱青冈加刺栲 |
0.10 |
0.0461 |
0.15 |
0.0673 |
-33.3333 |
|
9 |
中平树加大果榕 |
0.83 |
0.3824 |
0.91 |
0.4080 |
-8.7912 |
|
10 |
高山松加阔叶 |
9.08 |
4.1834 |
10.17 |
4.5599 |
-10.7178 |
|
11 |
其他硬阔类 |
15.98 |
7.3624 |
16.59 |
7.4385 |
-3.6769 |
|
|
合计 |
217.05 |
100 |
223.03 |
100 |
-2.6812 |
|
地物类型 |
1990年 |
2000年 |
2015年 |
2000-1990 |
2015-2000 |
2015-1990 |
注：提取林芝地区的森林植被类型及面积为中国实际控制区域内面积
表3 林芝地区地类面积变化
|
（km2） |
（km2） |
（km2） |
|
林地 |
63373.74 |
59187.2 |
59230 |
-0.0661 |
0.0007 |
-0.0654 |
|
草地 |
24981.23 |
16727.38 |
16207 |
-0.3304 |
-0.0311 |
-0.3512 |
|
水体 |
6106.07 |
8307.46 |
8287.65 |
0.3605 |
-0.0024 |
0.3573 |
|
耕地 |
55.15 |
662.6 |
645.94 |
11.0145 |
-0.0251 |
10.7124 |
|
未利用地 |
19795.4 |
29332.34 |
29367 |
0.4818 |
0.0012 |
0.4835 |
|
林地 |
63373.74 |
59187.2 |
59230 |
-0.0661 |
0.0007 |
-0.0654 |
|
草地 |
24981.23 |
16727.38 |
16207 |
-0.3304 |
-0.0311 |
-0.3512 |
|
水体 |
6106.07 |
8307.46 |
8287.65 |
0.3605 |
-0.0024 |
0.3573 |
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耕地 |
55.15 |
662.6 |
645.94 |
11.0145 |
-0.0251 |
10.7124 |
|
未利用地 |
19795.4 |
29332.34 |
29367 |
0.4818 |
0.0012 |
0.4835 |
1990年林芝地区林地面积为63373.74km2，2000年为59187.2km2，2015年为59230km2。2000年较比1990年，林地面积减少6.6%，2000年至2015年之间，林地面积变化较小，为增加0.07%，在1990年至2015年这25年间，林地面积减少6.54%。减少区域以察隅县，波密县和工布江达县为主，增加区域大部分分布在米林县和朗县，变化分布比较分散。
1990年林芝地区草地面积为24981.83km2，2000年为16727.38km2，2015年为16207km2。2000年较比1990年，草地面积减少了33.04%，2000年至2015年之间，草地面积减少3.1%，在1990年至2015年这25年间，草地面积减少35.12%。减少面积主要集中在察隅县和工布江达县，增加面积主要集中在米林县和工布江达县。
1990年林芝地区耕地面积为55.15km2，2000年为662.6km2，2015年为645.94km2。2000年较比1990年，耕地面积增加11倍，2000年至2015年之间，耕地面积减少2.51%，在1990年至2015年这25年间，耕地面积总共增加10倍之多。增加区域以米林县及波密县为主，减少区域分布在墨脱县和林芝县。
1990年水体面积为6106.07km2，2000年为8307.46km2，2015年为8287.65km2。2000年较比1990年，水体面积增加36.05%，2000年至2015年之间，水体面积减少0.24%，在1990年至2015年这25年间，水体面积总共增加35.73%。增加区域主要以察隅县及波密县为主，减少区域集中在波密县。
1990年未利用土地面积为19795.4km2，2000年为29332.34km2，2015年为29367km2。2000年较比1990年，未利用土地面积增加了48.18%，2000年至2015年之间，未利用土地面积增加了0.12%，在1990年至2015年这25年间，未利用土地面积总共增加48.35%。增加区域以波密县，米林县及工布江达县为主。
根据分析，得出林芝地区在1990年至2015年这25年间，土地面积的总体变化趋势。林地面积在2000年大幅度减少后保持不变；草地面积在2000年大幅度减少33。04%，维持小幅度减少状态；而耕地面积在2000年增加11倍之多后，变化幅度较小；水体面积在2000年大幅度增加36.05%后，维持基本不变的状态，未利用土地在2000年大幅度增加48.18%后基本维持不变。
察隅县，波密县及工布江达县这三个区域森林资源减少较多，这三个地区主要分布在林地与其他地类的交界处，尤其是林地的边缘化部分。林地面积的变化不仅有自然环境的原因，人为破坏也是其大幅度减少的主要原因。在林芝地区，原始林地是主要的森林林地资源，但是，随着日益频繁的人类活动，不仅增加了耕地面积，而且破坏了原始林地资源，林地面积减少。
但是，由于林芝地区恶劣的严酷气候无法保障人类的生产和生活，所以其影响不大，林地变化范围较小。2000年以后，由地图和统计结果可以分析初，森林覆盖面积进一步增加，在国家退耕还林，森林生态效益补偿等政策工作的开展，森林资源得到恢复。但是，由于林芝地区为高山切割地形，常年处于低气温态，且全地区冰川及常年积雪面积达6728.2平方千米，林地资源恢复较慢，林地面积增加幅度并不明显。
四、藏东南地区植被覆盖保护对策研究
西藏自治区经历了原始农耕文明、游牧文明、农耕相结合文明时代，至今发展到工业文明的时期。由于西藏自治区地理位置独特，自然环境特殊，西藏对于现代工业文明的适应能力与承受能力较为薄弱。建设生态文明是保护西藏植被覆盖率、和谐发展生态环境、促进区域经济稳定发展的唯一出路。
4.1经济发展交融生态文明建设
生态文明应有与之相对于的经济发展模式，可以从以下几个方面开展相应的工作。
第一. 增强西藏环保产业的责任意识.政府通过有效促进环保产业发展，开展保护与建设生态环境教育以此提高环保产业中管理者与从业人员的生态责任意识。同时，建设环保产业，必须为改善生态环境提供特定技术手段、商品支持和公共服务，以便展现环保产业的市场行为责任和良好的社会声誉。
政府有哪些文件政策，哪些具有可执性，哪些有待于完善？对于环保产业又有哪些鼓励性的政策方针？？
第二. 大力倡导绿色消费.生态文明建设是人与自然良好关系的再现，需要行为人生活标准化。个人在日常生产、生活中尽可能多地减少环境污染，绿色出行，环保消费，政府推动绿色化产业的发展、促进绿色经济发展，以此实现经济的最优化目标。
增加举例:林芝市，普通市民可以怎么去做，发展绿色产业是什么？？
第三.发展清洁生产.清洁生产意味着企业在产品生产过程中最大限度的储存生产的资源减少污染排放，特别是对有害人类健康和产生环境废弃物的厂商，要减少废弃物的排放。发展清洁生产本质不是以治理污染为主，而是以预防污染为主导，包括工业生产的第六产业以及其他的生产生活活动。
增补举例清洁生产的企业或者公司或产品？？目前的状况如何？？
4.2政治制度倡导生态文明建设
建设西藏生态文明工作需要法律与政策制度的保证。西藏自治区政府依据当地生态实际情况，制定系列关于合理利用资源、保护生态环境的法律与政策。政府应把建设西藏生态环境制度的重点由主要发展经济、保护环境为辅的观念转变为西藏生态环境的保护为主、经济发展为辅的观念，树立正确的环境伦理观。
在建设生态环境的同时，立足于西藏地区特有的生态环境，科学规划，合理创新，以完善西藏生态文明的法制建设工作。制定并完善西藏的生态环境法律，一方面，在经济和社会发展的生产生活中，应约束资源开发对生态环境的破坏。另一方面，政府通过制定严格的惩罚措施遏制破坏生态环境等其他蓄意行为，形成大众化的环境保护法制意识，为生态文明建设工作提供保障。
明确政府目前对于生态文明政治制度建设，执行的情况如何？比如：禁牧政策，圈养文件，额定放牧，自然保护区建立，国家公园等，限制乱砍乱阀的相关政策，相关的政策，及他们至今执行的程度？
4.3教育革新融入生态文化建设
生态文化建设，需要全民树立生态环保信念，教育环节能充分发挥其作用，提高全民的生态环保意识。首先，提高教育工作者的生态环保意识。教育工作者努力将生态环保意识融入到教育工作，渗透幼龄教育到高等教育的各个阶段。其次，根据教育对象的不同，开展针对性的教学活动。在对教育体系领导人员、各层管理人员开展教育工作时，以讲座的形式开展生态环境保护科学等相关文化知识的活动；在对教师队伍开展教育工作时，可以通过教育培训与进修等方式，对不同专业的教师开展多层次性的、高灵活性的生态保护环境活动，使教师可以融会贯通地把保护生态环境知识融入到教学工作中。再次，学校对开展生态环保教育课程应给予足够重视。学校将生态环保教育课程升级到公共基础课的地位，引起学生对提高生态保护文化知识的重视。只有重视生态文化教育工作，培养学生形成科学性、理智性、环保性的世界观、人生观与价值观，以正确认识保护生态环境与人类社会和谐发展之间的相互关系，形成科学性社会文明观念，以营造出良好的校园环保生态教育气氛。最后，学校应该把生态环保教育理念融入进校园管理、教学工作、文化建设以及其他校园活动中，将生态环保教育的理念贯穿在整个学校的办学指导思想工作中。优化校园生态环境，树立优良的教育环境，塑造校园特有的生态文化，为培养拥有生态环保意识的高素质人才创造一个良好的学习氛围。开展的环保的课程，或者适合当地的乡土资源教学，或者教材等执行情况
五、结论
本文基于森林调查数据研究了藏东南地区的植被覆盖率以及土地利用资源情况，对藏东南地区森林资源动态变化的分析提供有力依据，为研究区森林资源空间配置与提供辅助建议提供参考。
(1)在森林资源类型分类的基础上可以分别利用人工神经网络和支持向量机两种方法对研究区影像进行信息提取，这两种方法更易可行和操作性可以尝试更多分类器的结合研究。
（2）目前已经有许多亚米级的高分辨率的影像数据，其纹理特征更加清晰，地物边缘也更加明确，今后可以考虑加入纹理信息进行深入的分析以提高分类精度。在基于像素的分类中加入各种光谱特征的方法已经非常成熟，但是除了光谱特征还可以选择对象特征等，加入哪些特征能快速高精度地提取植被信息还有待研究。
（3）西藏植被主要集中在藏东南部，目前对西藏植被的研究主要集中在大区域的中低分辨率影像。林芝地区地势复杂，植被类型多样，具有典型代表性，是西藏自治区植被覆盖的主要区域，而由于时间及外业条件限制，仅开展了对林芝地区的研究，后期可以县域为单元开展研究工作。
参考文献
[1]林辉,宁晓波,吕勇.基于高分辨率卫星图像的立木材积表的编制[J].林业科学,2004,40(4):33-39.
[2]覃先林,李增元,易浩若.高空间分辨率卫星遥感影像树冠信息提取方法研究[J].遥感技术与应用,2005,20(2):228-232.
[3]冯益明,李增元,张旭.基于高空间分辩率影像的林分冠幅估计[J].林业科学,2006,42(5):110-113.
[4]刘晓双,黄建文,鞠洪波.高空间分辨率遥感的单木树冠自动提取方法与应用[J].浙江林学院学报,2010,27(1):126-133.
[5]张艮龙,冯益明,贾建华等.基于高空间分辨率影像的小班区划技术研究[J].遥感技术与应用,2010,25(1):132-137.
[6]张芳,乌兰娜,康海峰.中高分辨率遥感影像在林业中的应用现状及其存在的问题[J].内蒙古林业调查设计,2015,38(3):132-134.
[7]赵宪文.中国林业遥感发展中应该关注的几个问题[J].林业科学,2009,45(8):135-140.
[8]李小梅,谭炳香,李增元等.CHRIS高光谱图像森林类型分类方法比较研究[J].遥感技术与应用,2010,25(2):227-234.
[9]陈尔学,刘健,王晓慧等.重点防护林工程监测技术[M].北京:中国林业出版社,2012.
[10]张淑芬,邢艳秋,艾合买提江•阿不都艾尼等.基于TM遥感影像的森林类型分类方法比较[J].森林工程,2014,30(1):18-21.
[11]王修信,秦丽梅,罗玲等.遥感图像森林林型SVM分类的多特征选择[J].计算机工程与应用,2013,49(20):259-262.
[12]袁金国.森林植被遥感分类研究[J].河北师范大学学报:自然科学版,1999(2):274-277.
[13]张超,黄清麟,朱雪林等.基于ETM+和DEM的西藏灌木林遥感分类技术[J].林业科学,2011,47(1):15-21.
[14]张学儒,刘林山,张镱锂等.基于ENVIZOOM面向对象的高海拔灌丛植被提取——以定日县为例[J].地理与地理信息科学,2010,26(4):104-108.
[15]甘淑,袁希平,何大明.遥感专家分类系统在滇西北植被信息提取中的应用试验研究[J].云南大学学报(自然科学版),2003,26(6):553-557.
[16]任琼,江洪,陈健等.基于支持向量机的生态公益林遥感分类研究[J].林业资源管理,2009(1):107-113.
[17]王任华,霍宏涛,游先祥.人工神经网络在遥感图像森林植被分类中的应用[J].北京林业大学学报,2003,25(4):1-5.
