高光譜遙感在荒漠林植被指數(shù)(VI)比較中的應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間:2023-12-07
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植被指數(shù)是對(duì)地表植被狀況的簡(jiǎn)單、有效和經(jīng)驗(yàn)的度量,,利用地面遙感和航天遙感數(shù)據(jù)結(jié)合植被指數(shù)實(shí)現(xiàn)快速調(diào)查,可以研究各數(shù)據(jù)中植被指數(shù)的差異。本文簡(jiǎn)單介紹了高光譜遙感在荒漠林植被指數(shù)(VI)比較中的應(yīng)用。
植被指數(shù)是對(duì)地表植被狀況的簡(jiǎn)單、有效和經(jīng)驗(yàn)的度量,,利用地面遙感和航天遙感數(shù)據(jù)結(jié)合植被指數(shù)實(shí)現(xiàn)快速調(diào)查,可以研究各數(shù)據(jù)中植被指數(shù)的差異。本文簡(jiǎn)單介紹了高光譜遙感在荒漠林植被指數(shù)(VI)比較中的應(yīng)用。
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荒漠林植被數(shù)據(jù)的采集
植被利用光合作用吸收二氧化碳并釋放氧氣,是陸地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分,還具有防風(fēng)固沙,減少地表徑流、減噪、滯塵等作用,在物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)中處于關(guān)鍵的地位。植被指數(shù)有助于增強(qiáng)遙感影像的解譯能力,在植被覆蓋度、碳儲(chǔ)量估測(cè)、作物種類識(shí)別、產(chǎn)量預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)以及專題制圖方面都有應(yīng)用。
為了準(zhǔn)確衡量區(qū)域內(nèi)植被的種類、覆蓋度、面積以及動(dòng)態(tài)變化等指標(biāo),采用高效的植被調(diào)查手段是十分必要的。傳統(tǒng)的基于地面植被調(diào)查耗時(shí)費(fèi)力,近代遙感技術(shù)的發(fā)展,改變了傳統(tǒng)的植被調(diào)查技術(shù),形成了快速、便捷、大尺度的觀測(cè)手段,可以不受自然和社會(huì)條件的限制,迅速獲得觀測(cè)圖像來(lái)分析植被的變化情況。
利用地面高光譜數(shù)據(jù)和光學(xué)影像中分別對(duì)梭梭林和檉柳林進(jìn)行歸一化植被指數(shù)(NDVI)、重歸一化植被指數(shù)(RDVI)和土壤調(diào)節(jié)植被指數(shù)(SAVI)3 種植被指數(shù)的提取,并進(jìn)行比較。
在荒漠林植被數(shù)據(jù)的采集中,推薦使用賽斯拜克無(wú)人機(jī)高光譜成像系統(tǒng)SF500,光譜范圍覆蓋400~1000nm,光譜分辨率優(yōu)于2.5nm,具有極高的噪信比和空間分辨率,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)物質(zhì)信息的全面檢測(cè)。
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荒漠林植被數(shù)據(jù)的分析
高光譜的3種植被指數(shù)數(shù)值差異不大且都是正值,但光學(xué)影像的3種植被指數(shù)中NDVI 和SA-VI的數(shù)值小于RDVI,并且負(fù)值較多。光學(xué)影像植被指數(shù)出現(xiàn)負(fù)值的主要原因是光學(xué)影像的數(shù)據(jù)來(lái)源是90 m x90 m的樣地的平均值算來(lái)的,由于荒漠植被的覆蓋度較低,所以地面的反射光會(huì)影響到數(shù)值。
同時(shí)很多植被指數(shù)都具有尺度效應(yīng),在不同的樣地大小范圍內(nèi)計(jì)算的數(shù)值會(huì)有所不同。高光譜VI的特點(diǎn)就是以點(diǎn)的形式對(duì)植被提取所需數(shù)據(jù),可以避免客觀因素的影響,能夠更精準(zhǔn)的計(jì)算出植被指數(shù),而且可以得到比較典型的紅邊植被指數(shù)和倒數(shù)植被指數(shù)。
在地面高光譜數(shù)據(jù)中,無(wú)論是梭梭的高光譜植被指數(shù),還是檉柳的高光譜植被指數(shù),其3種植被指數(shù)的變化趨勢(shì)和數(shù)值大小都很接近,特別是 SAVI 和 RDVI更加接近,但NDVI的變化要大于其他2種植被指數(shù)。由于冠層結(jié)構(gòu)的差異,檉柳3種高光譜植被指數(shù)值均大于檉柳。
在TM 光學(xué)影像中,梭梭和檉柳的光學(xué)影像植被指數(shù)的NDVI 和 SAVI的數(shù)值基本保持在一定范圍內(nèi),且變化幅度微小。而RDVI的數(shù)值變化較大其數(shù)值本身又大于NDVI 和 SAVI,相對(duì)不穩(wěn)定,RDVI對(duì)植被覆蓋度有更強(qiáng)的反應(yīng)能力。
干旱、半干旱的荒漠化地區(qū),植被覆蓋度和植被生物量是衡量地表植被狀況的兩個(gè)重要指標(biāo),也是影響土壤侵蝕與水土流失的主要因子[18-19]。準(zhǔn)確地評(píng)估荒漠化地區(qū)的植被覆蓋度和植被生物量狀況,對(duì)于掌握荒漠化發(fā)展態(tài)勢(shì)具有重要意義。
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