FROM-GLC30 2017土地利用数据精度评价及其对区域土壤侵蚀评价的影响

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土地利用数据在全球地表变化的相关研究中发挥着重要的作用,在诸多领域被广泛使用,如用于土壤侵蚀等地表过程模拟。遥感技术的发展促进了土地利用数据不断优化,可供选择的土地利用数据源日益增加,同时土地利用数据精度问题也受到了更为广泛的关注,尤其在土壤侵蚀领域,有关土地利用数据精度及其对侵蚀模拟影响的研究亟待开展。FROM-GLC30 2017数据是目前全球应用较广、分辨率较高的土地利用数据,本文针对该数据的精度及对土壤侵蚀评价的影响这一科学问题,在中国及周边64个国家所在的泛第三极地区布设20936个抽样单元。综合运用野外调察和高分辨率遥感影像人工目视解译的方法,得到精度评价的参考土地利用数据,在洲际和国家两个不同尺度研究区范围内对全球30米公开土地利用数据FROM-GLC30 2017数据进行不同分区、不同土地利用类型下的精度评价研究,同时在黄土高原地区基于FROM-GLC30 2017数据和参考土地利用数据进一步探讨了土地利用差异对土壤侵蚀模拟结果的影响,以期为公开土地利用数据的精度评价以及在土壤侵蚀领域的适用性提供一定理论参考。研究结果表明:(1)泛第三极研究区FROM-GLC30 2017数据总体精度为72.78%,总体精度优于80%的抽样单元占比约为54.35%,八大分区中,西亚-东北非地区总体精度最高,为80.11%,东南亚、中东欧地区次之。中国范围FROM-GLC30 2017数据的总体精度为74.38%,总体精度优于80%的抽样单元占比约为56.62%,其中华东地区和东北地区总体精度最高,为80.59%和80.29%,华中地区次之。FROM-GLC30 2017数据裸地和森林的地类数据精度在泛第三极和中国两个尺度研究区内均较高,超过81%。不同分区同种地类精度间存在差异,其中,裸地在不同地理分区间精度差异最大。(2)抽样单元地块破碎程度与总体精度值呈负相关关系,不同研究分区两者的相关性程度不同,在中国七大分区中,华东和华中地区破碎程度与总体精度的负相关关系相对较强。遥感影像中具有特殊色彩、纹理特征的土地利用类型更易被准确判别,精度相对较高,如:裸地、森林、农田以及水域。这类地物在分区大规模聚集分布时会显著提升该土地利用类型的分区精度。抽样单元方式对精度空间格局的影响较大,基于小流域单元和基于栅格单元方法的FROM-GLC30 2017数据总体精度结果数值上差异不大,但基于小流域单元的方法能够更好地表达精度的空间分布格局。尺度效应对抽样单元精度计算结果存在影响,造成的抽样单元精度差异的均值为11.49%。(3)与参考土地利用数据相比,黄土高原研究区FROM-GLC30 2017数据精度不高,总体精度为58.74%。这种土地利用差异对中国水土流失方程CSLE(Chinese Soil Loss Equation)中B因子结果的影响较大,影响最大的区域多集中在吴忠-固原-定西附近区域。基于两种土地利用数据得到的区域土壤侵蚀分布的整体趋势相近,水土流失面积比例不存在显著差异,但土壤侵蚀模数均值显著差异,对水土流失重点区分布判断也有一定影响。在黄土高原土壤侵蚀应用领域,FROM-GLC30 2017数据仍需进一步优化。
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