内蒙古典型草原干草生物量高光谱遥感估算研究.pdf

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1、2014年12月阴山学刊Dgo．2014第28卷第4期YINSHANACADEMICJOURNALVo1．28No．4内蒙古典型草原干草生物量高光谱遥感估算研究胥慧，包玉海，包刚，包玉龙(内蒙古师范大学内蒙古自治区遥感与地理信息系统重点实验室，内蒙古呼和浩特010022)摘要：利用高光谱遥感这一先进技术手段对秋季干枯牧草生物量进行研究，在一定区域范围内，通过对30个样地地物高光谱的采集，从光谱反射率曲线中提取光谱吸收特征，这些特征主要由高光谱特征参数表示。D(红谷的吸收深度)、Sdin~SDb(近红外平台一阶微分的总和(SDi

2、nr)与蓝边内一阶微分的总和(SDb))、(D—H)／(D+H)(红谷吸收深度(D)与绿峰反射峰高度(H)的归一化值)和草地生物量具有较高的相关性。而利用主成分分析方法，发现可见光波段主成分与干草生物量相关性最好，干草中叶绿素含量低，反射率较高，随着东西样地自东向西距离的增加，千草反射率随着变化，干草生物量逐渐减少。关键词：高光谱遥感；千草生物量；高光谱特征参数；主成分分析中图分类号：$812文献标识码：A文章编号：1004—1869(2014)04—0022—06草地在生态环境上有助于防风固沙、保持水土、高光谱遥感是一门新兴

3、的交叉学科，它是建立涵养水源、调节气候、固氮储碳、维护生物多样性等。在航空航天、传感器、计算机等技术上的，涉及电磁在经济上它是发展畜牧业的基本生产资料之一。它理论、光谱学与色度学、物理、几何光学、固体理论、的巨大环境意义和经济效益越来越引起人们的高度电子工程、信息学、地理学、地球科学、地质学、林学、重视。内蒙古天然草地面积达78．6×10km，占全农学、大气科学、海洋学等多门学科。这其中电磁理区面积的66．4％。¨不仅是我国的主要畜牧业基论是遥感最重要的物理基础，电磁波与(地表)物质地，更是维系整个北方生态环境质量的绿色屏障。

4、的相互作用机理、电磁波在不同介质的传输模型和草地地上生物量是影响野生动物摄食方式和分布的对其进行接收、分析是凝聚各门学科和技术的核重要因素之一，是草地生态系统的重要参数之一。心。[]草地地上生物量的估算将为确定合理的草地载畜量因此本文利用高光谱遥感这一先进技术手段对提供依据，为保障畜牧业生产发展、保护生态环境、秋季干枯牧草生物量进行研究，在一定区域范围内，实现可持续发展服务。通过样点地物高光谱的采集，从光谱反射率曲线中干草是指经过收割、干燥加工处理后的草料，以提取光谱吸收特征，这些特征主要由以下特征参数储备作动物饲料用途，特别

5、是喂养畜类如马、牛、山表示，吸收波波长波段位置(P)、反射值(R)、深度羊和绵羊等。干草还可作为宠物饲料，如兔子和豚(H)、宽度(W)、斜率(K)、对称度(S)、面积(A)等，鼠。猪也可以喂以干草，但它们对干草的消化并不提取一阶、二阶导数的地物光谱特征J。进行了地是很好。在没有足够的草场和牧场或者天气恶劣的上生物量的高光谱遥感估算模型研究，旨在促进高情况下，干草是较好的饲料来源。按中华人民共和光谱分辨率遥感技术在草地畜牧业动态监测和遥感国农业部颁布的农业行业标准规定，干草含水量为估产中的应用(黄敬峰，2001)。l4％收稿日期

6、：2014—05—28作者简介：胥慧(1979一)，男，内蒙古呼和浩特人，中教一级，硕士研究生，研究方向：草原遥感。22射率，入，入，入，分别为反射特征中心点、起点和结(SDb)的比值；VI=SDinr／SDb近红外平台一阶微束点处的波长，分别为560rim，500nm，670nm；分的总和(SDinr)与蓝边内一阶微分的总和(SDb)的比值；VI=SDinr／SDr近红外平台一阶微分的总⋯一[L拿R，]J(1)]和(SDinr)与红边内一阶微分的总和(SDr)的比值；VI=(SDr~SDb)／(SDr+SDb)：红边内一阶微

7、分的总和(SDr)与蓝边内一阶微分的总和(SDb)的归8)D：红谷的吸收深度，R，R，R，分别为吸收一化值。VI=(SDinr—SDb)／(SDinr+SDb)：近红特征中心点、起点和结束点处的光谱反射率，，，外平台一阶微分的总和(SDinr)与蓝边内一阶微分入，分别为反射特征中心点、起点和结束点处的波的总和(SDb)的归一化值；VI=(SDinr—SDr)／长，分别为670rim，560nm，760nm。(SDinr+SDr)：近红外平台一阶微分的总和Rc(SDinr)与红边内一阶微分的总和(SDr)的归一化⋯一值。。=一L

8、RscA。一A]J(‘22)’u]。⋯，，1．3．2高光谱数据的主成分分析¨基于高光谱面积的变量有3个：SDb：蓝边波长在SPSS环境下，对所采光谱数据400-1000nm范围内一阶微分波段值的总和；SDr：红边波长范围波段数据进行主成分分析，实现高光谱数据的降维，内一阶微分