大型绿地环境效益制图新路径：基于植被群落特征的高效评价方法

3.1 基于植被群落特征制图的优势和特点

以往研究对于城市大型公共绿地的环境效益评价通常限于单一的效益指标、小范围绿地的群落尺度评价或大型绿地的粗略评价，本研究以现场的植物群落特征为依据，通过高分辨率卫星影像反演建立制图方法。结果表明，这一方法能够展示大型公共绿地内部不同特征的植被群落的环境效益的差异，从而为大型城市公共绿地在种植设计和空间布局层面的设计操作提供优化依据。

对基于植被群落特征的环境效益参数而言，从现场植被提取的群落特征可以反映在群落尺度的空间特征上，从而更有针对性地对现场的环境效益进行定量评估，可能比普适性的效益模型和公共数据库更具有可靠性，这也是目前生态系统服务评价和制图向精细化、科学化发展的重要方向之一。但该方法量化的效益参数仍需要结合现场观测等实证研究的检验才能证明其准确性。

对于大型城市公共绿地的环境效益制图这一需求而言，数据的可获得性和制图方法的效率是制约制图评价实施和应用的主要问题，本研究采用基于植被群落特征的制图方法，使用单幅遥感影像和激光雷达采集植被信息，可在短时间内采集大量植被的空间信息，快速估算绿地环境效益的空间分布，克服了因数据缺失而产生的制图评价障碍，增强了植被环境效益制图在景观绩效评价、城市体检等需求中的应用范围。

3.2 方法的准确性和误差

评价的准确性取决于遥感植被分类的准确性和样方数据提取的代表性。通过验证点对研究区域内植被分类的准确性进行检验，采用WorldView-3影像和随机森林分类方法对研究区域地表特征分类的总体准确率相较于其他植被类型分类的研究[28]，在较少的数据量下实现了较高的分类准确度。可能是由于人工植被在种植斑块内的林分光谱特征更为单一且边界清晰，因此，高分辨率遥感影像是促进公共绿地生态系统服务制图方法研究的重要工具。

对群落样方提取的代表性而言，原场地的植被可能由于其植物种类、生长状况和年龄的差异，不同样方之间的效益差异较大，导致了群落类型效益参数不能很好地代表全局的状况。因此，尽管采用多时相或组合类型的遥感影像对现状植被群落进行更细致的分类[32,40]和采集更多典型群落样方对于提升评价结果的准确性而言很有帮助，但这也会显著增加制图的成本。

在本研究案例中，未考虑地被、湿地和草坪3种类型的植被环境效益。一方面，上述3种类型在所提及的4类环境效益评价目标中缺乏系统性的研究；另一方面，激光雷达对于这3种类型植被的空间信息采集精度较低，且缺乏有效的算法对其进行进一步的空间参数提取和环境效益评价。

这将导致不能准确评估以这3种植被类型为主的植物景观分区的环境效益。因此，该研究的合理性主要是识别环境效益在空间分布上的特征，而非估算环境效益的供应量。此外，激光雷达以空间信息为主，对于植被群落物种的信息采集能力较弱，而植被在物种层面的差异对环境效益的影响很大[16]，这也会影响环境效益评价的准确性。

4 结论

本研究采用WorldView-3高精度影像和地基激光雷达特征数据，建立了基于植被群落特征的高精度植被环境效益制图方法。以滹沱河生态修复工程绿地为实例对该方法的特点和优势进行了探究。

结果表明，该方法使用综合的数字技术并以较少的数据量，直观反映了城市大型公共绿地的环境效益空间分布特征，实现了在大型城市公共绿地上对植被的环境效益进行高效的群落尺度制图。采用多时相或组合类型的数据集结合现场群落样方的植物种类数据能够提升分类的精细程度和评价的准确程度，从而提升制图的准确性。