江西中药资源蔓荆子遥感动态监测研究

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1、江西中药资源蔓荆子遥感动态监测研究黄灵光１，张秀平２，方豫１（１.江西省遥感信息系统中心，南昌３３００４６；２.江西省水利科学研究院，南昌３３００２９）摘要：选择夏季、秋季两个时期对江西中药资源蔓荆子（ＶｉｔｅｘｔｒｉｆｏｌｉａＬｉｎｎ．ｖａｒ．ｔｒｉｆｏｌｉａ）进行定点抽样调查和光谱采集，开展了不同时期的蔓荆子及周边共生地物光谱特征研究，建立了蔓荆子光谱数据库。在此基础上选择国产资源一号０２Ｃ和资源三号卫星及其他辅助资料，经数据融合后，结合遥感分类提取技术实现对蔓荆子的空间分布监测，估算了其面积及产量，

2、监测精度达到８９．５％。..关键词：中药资源；蔓荆子（ＶｉｔｅｘｔｒｉｆｏｌｉａＬｉｎｎ．ｖａｒ．ｔｒｉｆｏｌｉａ）；遥感；监测中图分类号：Ｘ５２；Ｘ７０３．２文献标识码：A：0439－８114（２０15）16－3923-05ＤＯＩ：１０．１４０８８／ｊ．ｃｎｋｉ．ｉｓｓｎ０４３９－８１１４．２０１５．１６.023收稿日期：２０１４－１０－２０基金项目：江西省对外科技合作项目（２００９ＢＨＡ１８６００）；江西省科技重大专项（２０１１４ＡＢＧ０１１００）简介：黄灵光（１９８１－），男，江西南昌人，工程师，硕

3、士，主要从事３ｓ技术在资源与环境监测方面的应用研究，（）18170866925（电子信箱）ｈｌｇ３５８６９６＠ｔｏｍ．ｃｏｍ。２０世纪中期以来，随着人口剧增和中药工业的快速发展，中药资源消耗巨大，一些重要资源的衰竭、丧失和生态的失调，致使中药的供需矛盾日益加剧。保持中药资源发展的可持续性刻不容缓。遥感的广泛应用，使替代耗时、耗力、耗财的传统中药资源普查模式成为可能，也使中药资源的调查、监测方法有了更易操作的新途径。遥感在中药资源上的应用必将成为今后中药研究热点之一［１－４］。目前，国内外针对中草药遥感监测

4、的研究还处于初级阶段，在中草药的光谱特性、信息提取方法以及动态监测技术等方面还有待深入研究。蔓荆子（ＶｉｔｅｘｔｒｉｆｏｌｉａＬｉｎｎ．ｖａｒ．ｔｒｉｆｏｌｉａ）是江西的道地或主特产药材，具有很高的药用及经济价值。不仅在江西有悠久的生产历史，而且其产量和品质均居全国前列。另外，蔓荆子固沙能力强，还是保护生态环境的重要植物［５，６］。因此，选择蔓荆子为监测对象，通过野外实测不同生境条件下蔓荆子及周围环境共生地物的光谱，确定蔓荆子与其他植被种类及生态环境因子的光谱特征差异，进而推算蔓荆子的空间分布、面积及产量

5、，达到对其资源现状进行动态监测的目的，对中药资源的可持续利用和生态环境的保护具有重要的借鉴意义［７］。１研究区概况研究区位于都昌县西北部，鄱阳湖畔。地处北纬２９°１５′－２９°３１′、东经１１６°０２′－１１６°０９′，长约１１ｋｍ、宽４ｋｍ。地形多为丘陵沙山，成半岛状，伸入湖中，三面环水，海拔５０～２５０ｍ，属亚热带潮湿性季风气候，年均温１７．２℃，年平均降水量１３９３ｍｍ。区域内植被覆盖率低，主要有泡桐（ＰａｕｌｏｗｎｉａＳｉｅｂ．ｅｔＺｕｃｃ．）、杉树（Ｔａｘｏｄｉａｃｅａｅ）等１０多种经济林木和蔓

6、荆子、生地（ＲｅｈｍａｎｎｉａｇｌｕｔｉｎｏｓａＬｉｂｏｓｃｈ）、黄栀子（ＧａｒｄｅｎｉａｊａｓｍｉｎｏｉｄｅｓＥｌｌｉｓ）、金银花（ＬｏｎｉｃｅｒａｊａｐｏｎｉｃａＴｈｕｎｂ．）等２０多种药材。２数据与处理方法２．１遥感数据和现场调查数据采用遥感影像为主要数据源，配合野外调查和光谱测量。考虑到监测的精度要求和经济适用性，项目采用国产资源一号０２Ｃ卫星（ＺＹ０２Ｃ）分辨率２．３６ｍ的全色（ＨＲ）和资源三号５．８ｍ的多光谱数据。影像获取时间分别为２０１２年４月２日和２０１２年１月２５日。野外调查结果为遥感影

7、像中参数的提取和验证。本次野外光谱采样仪器选用ＡＳＤＦｉｅｌｄＳｐｅｃ?誖３便携式地物波谱仪，获取地物的反射率。采集日期为２０１１年７月２５和２０１１年１１月３日，光谱采集时间１０：３０～１３：３０，与ＺＹ０２Ｃ卫星过境时间基本一致。采集部位为冠层，每个地物采集１０条光谱。同时选取典型样方，每个样方大小为２ｍ×２ｍ，采集蔓荆子、沙地、苔草等典型地物类型的光谱数据。采集时，仪器的视场角２５°，探头倾角９０°，离样本高度０．２～１．０ｍ；参考板的放置与扫描探头测量方向垂直，测定过程中用ＢａＳＯ４白板进行校正。

8、采集同时详细记录观测目标性质（植物的名称、健康程度、覆盖度、周围植被）、仪器型号、天气状况、测量时间、观测和记录人员、光谱命名及记录编号、地理坐标和高程、实地照片编号等辅助参数。２．２数据处理方法遥感数据处理包括预处理、蔓荆子叶片波谱特征分析和蔓荆子信息提取三部分。２．２．１遥感数据预处理ＺＹ０２ＣＨＲ数据为２Ｃ级产品，通常经过数据解析、均一化辐射校正、去噪、ＭＴＦＣ、ＣＣＤ拼接、波段配准、精校正等处理，可直接使用裁切和冲投影