高光譜遙感在草原監(jiān)測中的應(yīng)用

張集民

摘要：本文主要結(jié)合實(shí)際情況，就高光譜遙感在草原監(jiān)測中的應(yīng)用進(jìn)行了分析，希望通過本次研究對同行有一定幫助。

關(guān)鍵詞：高光譜遙感；草原監(jiān)測；應(yīng)用

中圖分類號：S541 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：2096-3637（2017）07-0194-01

高光譜遙感是指利用很多很窄的電磁波段從特定的物體中獲取相關(guān)數(shù)據(jù)的一種技術(shù)，該種技術(shù)手段的一個(gè)顯著特點(diǎn)就是在特定的光譜區(qū)用高光分辨率同時(shí)獲取連續(xù)性的被監(jiān)測物體的光譜圖像，將遙感和高光分辨進(jìn)行結(jié)合用于空間信息的研究，定量分析地球表層生物物力和化學(xué)過程以及相應(yīng)的參數(shù)。最近幾年，高光譜遙感被廣泛的應(yīng)用到草原監(jiān)測工作中，取得了突出的應(yīng)用效果。

1高光譜遙感的原理

植物發(fā)射光譜的特征和植物的生長情況有著最直接的關(guān)系，植物反射光譜主要是由葉片中的葉肉細(xì)胞、葉綠素、水分和其他生物化學(xué)組分對光線吸收和反射所形成的，主要受到葉片顏色、葉片結(jié)構(gòu)以及水分狀況、葉子的理化性質(zhì)和植株的形態(tài)等多種因素決定的。由此可以看出植物光波段的反射率主要受到葉綠素等各種色素的影響。不同植物，同一個(gè)植物的不同生理時(shí)期以及同一個(gè)植物的不同生理狀態(tài)，其光譜反射特征均存在巨大的差異性。因此，研究植物不同生長條件下光譜特征和植物生理指標(biāo)的關(guān)系，就可以實(shí)時(shí)檢測作物的長勢，及時(shí)料及植物的養(yǎng)分供給情況，對于強(qiáng)化植物管理具有積極作用。

高光譜遙感是以波段數(shù)量多、光譜分辨率高為主要特征來反應(yīng)葉片各個(gè)組分的含量，紅監(jiān)測植被的生長情況。植被生長情況是綜合反應(yīng)其生長發(fā)育的重要參數(shù)，長勢監(jiān)測是對植物生長情況、變化規(guī)律的宏觀監(jiān)測。最近幾年，高光譜遙感得到了迅速的發(fā)展，能夠?qū)崿F(xiàn)直接對地球表面物體進(jìn)行微弱光譜差異性分析，在大面積草原監(jiān)測，面積估算、災(zāi)害評估、牧草長勢監(jiān)測等方面正發(fā)揮著越來越重要中的作用。

2高光譜遙感在草原監(jiān)測中應(yīng)用

2.1在草地生物量估算中應(yīng)用

測量草地生物量常常使用的到參數(shù)是NDVI和紅邊（REP）。隨著高光譜遙感技術(shù)手段的出現(xiàn)，NDVI有了更多的可以選擇的波段去表示草原植被的信息，但是對土壤和大氣環(huán)境的變壞太敏感，而紅邊（REP）相對來說更加穩(wěn)定。準(zhǔn)確的估算一個(gè)草場的牧草可使用量，可以幫助飼養(yǎng)戶合理的控制牲畜飼養(yǎng)量，保證草原和畜牧養(yǎng)殖能夠處于一個(gè)動態(tài)平等之間。利用高光譜遙感模型方法對草地生物量進(jìn)行估算，能夠采用單變量的線性和非線性回歸模型和逐步回歸模型進(jìn)行精確的估算，從而能夠確定原始高光普波段變量最優(yōu)模型。

2.2在草地種類識別中的應(yīng)用

應(yīng)用高光譜遙感技術(shù)獲取的高光譜遙感數(shù)據(jù)能夠達(dá)到提升對植物種類的識別和分類，工作人員能夠從特定的窄波段的選取對那些差異性較大的波段進(jìn)行細(xì)致分析，然后結(jié)合分離出來的這些特定的波段可以對相應(yīng)的植物種類進(jìn)行自動化識別，從而對草地牧草種類、毒草種類能夠進(jìn)行定量的分析。同時(shí)在遙感系統(tǒng)中還可以利用數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)對幾個(gè)特定的波段進(jìn)行綜合分析，將其制作成一個(gè)特定的波段綜合體，這對提高信息數(shù)據(jù)的利用率，精準(zhǔn)化對牧草種類進(jìn)行區(qū)分具有十分重要的作用。在草地種類識別過程中積極應(yīng)用高光遙感技術(shù)能夠幫助草原管理者及時(shí)發(fā)現(xiàn)草原生態(tài)系統(tǒng)的建設(shè)保護(hù)情況，通過對某草的群落進(jìn)行深度分析，掌握草場退化情況和退化規(guī)律，幫助草原管理部門能夠及時(shí)采取措施控制好草原退化。最近幾年，天然草原退化現(xiàn)象十分嚴(yán)重，其已經(jīng)成為制約當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境和畜牧產(chǎn)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展的主要因素，對區(qū)域間的草原氣候環(huán)境和經(jīng)濟(jì)建設(shè)差生了很大的負(fù)面影響。過去在對草原進(jìn)行監(jiān)測過程中主要對植被指數(shù)的變化情況進(jìn)行綜合分析，而這個(gè)指數(shù)很容易受到外界環(huán)境的變化，從而嚴(yán)重影響到草地檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，因此，在今后工作中需要我們結(jié)合全新的技術(shù)和發(fā)展趨勢，探索能夠準(zhǔn)確監(jiān)測草原變化的方法和途徑，更好實(shí)現(xiàn)利用高光遙感技術(shù)對草場種類進(jìn)行精確識別。

2.3在草地化學(xué)成分估測中的應(yīng)用

高光遙感技術(shù)的誕生和應(yīng)用利用相應(yīng)數(shù)據(jù)信息獲取相應(yīng)的植物化學(xué)信息提供了可能，利用該項(xiàng)技術(shù)能夠細(xì)致的對牧草葉的各種生物化學(xué)信息、牧草在時(shí)間和空間上變化趨勢進(jìn)行詳細(xì)的分析，從而對草場的生產(chǎn)能力、生產(chǎn)速率、植物枯萎后分別速度以及植物多種營養(yǎng)成分進(jìn)行確定，然后利用這些監(jiān)測結(jié)果對草場牧草生長情況進(jìn)行全面評價(jià)。

總之，隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展和應(yīng)用，高分辨率技術(shù)和設(shè)備會逐漸應(yīng)用到高光遙感技術(shù)方面，各種數(shù)據(jù)的處理手段和方法也將會變得更加科學(xué)和高效，對實(shí)現(xiàn)草地動態(tài)化建設(shè)也將成為可能。

參考文獻(xiàn)

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