高光譜遙感在草原監測中的應用

張集民

摘要：本文主要結合實際情況，就高光譜遙感在草原監測中的應用進行了分析，希望通過本次研究對同行有一定幫助。

關鍵詞：高光譜遙感；草原監測；應用

中圖分類號：S541 文獻標識碼：B 文章編號：2096-3637（2017）09-0087-01

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數據的一種技術，該種技術手段的一個顯著特點就是在特定的光譜區用高光分辨率同時獲取連續性的被監測物體的光譜圖像，將遙感和高光分辨進行結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過程以及相應的參數。最近幾年，高光譜遙感被廣泛的應用到草原監測工作中，取得了突出的應用效果。

1高光譜遙感的原理

植物發射光譜的特征和植物的生長情況有著最直接的關系，植物反射光譜主要是由葉片中的葉肉細胞、葉綠素、水分和其他生物化學組分對光線吸收和反射所形成的，主要受到葉片顏色、葉片結構以及水分狀況、葉子的理化性質和植株的形態等多種因素決定的。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，同一個植物的不同生理時期以及同一個植物的不同生理狀態，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的關系，就可以實時檢測作物的長勢，及時料及植物的養分供給情況，對于強化植物管理具有積極作用。

高光譜遙感是以波段數量多、光譜分辨率高為主要特征來反應葉片各個組分的含量，紅監測植被的生長情況。植被生長情況是綜合反應其生長發育的重要參數，長勢監測是對植物生長情況、變化規律的宏觀監測。最近幾年，高光譜遙感得到了迅速的發展，能夠實現直接對地球表面物體進行微弱光譜差異性分析，在大面積草原監測，面積估算、災害評估、牧草長勢監測等方面正發揮著越來越重要中的作用。

2高光譜遙感在草原監測中應用

2.1在草地生物量估算中應用

測量草地生物量常常使用的到參數是NDVI和紅邊（REP）。隨著高光譜遙感技術手段的出現，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境的變壞太敏感，而紅邊（REP）相對來說更加穩定。準確的估算一個草場的牧草可使用量，可以幫助飼養戶合理的控制牲畜飼養量，保證草原和畜牧養殖能夠處于一個動態平等之間。利用高光譜遙感模型方法對草地生物量進行估算，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行精確的估算，從而能夠確定原始高光普波段變量最優模型。

2.2在草地種類識別中的應用

應用高光譜遙感技術獲取的高光譜遙感數據能夠達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行細致分析，然后結合分離出來的這些特定的波段可以對相應的植物種類進行自動化識別，從而對草地牧草種類、毒草種類能夠進行定量的分析。同時在遙感系統中還可以利用數據壓縮技術對幾個特定的波段進行綜合分析，將其制作成一個特定的波段綜合體，這對提高信息數據的利用率，精準化對牧草種類進行區分具有十分重要的作用。在草地種類識別過程中積極應用高光遙感技術能夠幫助草原管理者及時發現草原生態系統的建設保護情況，通過對某草的群落進行深度分析，掌握草場退化情況和退化規律，幫助草原管理部門能夠及時采取措施控制好草原退化。最近幾年，天然草原退化現象十分嚴重，其已經成為制約當地生態環境和畜牧產業健康可持續發展的主要因素，對區域間的草原氣候環境和經濟建設差生了很大的負面影響。過去在對草原進行監測過程中主要對植被指數的變化情況進行綜合分析，而這個指數很容易受到外界環境的變化，從而嚴重影響到草地檢測結果的準確性，因此，在今后工作中需要我們結合全新的技術和發展趨勢，探索能夠準確監測草原變化的方法和途徑，更好實現利用高光遙感技術對草場種類進行精確識別。

2.3在草地化學成分估測中的應用

高光遙感技術的誕生和應用利用相應數據信息獲取相應的植物化學信息提供了可能，利用該項技術能夠細致的對牧草葉的各種生物化學信息、牧草在時間和空間上變化趨勢進行詳細的分析，從而對草場的生產能力、生產速率、植物枯萎后分別速度以及植物多種營養成分進行確定，然后利用這些監測結果對草場牧草生長情況進行全面評價。

總之，隨著科學技術不斷發展和應用，高分辨率技術和設備會逐漸應用到高光遙感技術方面，各種數據的處理手段和方法也將會變得更加科學和高效，對實現草地動態化建設也將成為可能。

參考文獻

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