草地草种遥感判别技术研究进展

草地是促进区域经济发展的重要资源载体,也是中国陆地生态环境安全的重要生态屏障。遥感技术快速、高效、成本较低,是大范围草原监测的主流技术手段。利用遥感技术对草地草种进行判别是监测草地种群动态和群落更替的重要途径,有利于及时准确地发现草地生态环境的变化,为草地生态系统科学管理和生态文明建设提供重要参考。本研究围绕草地草种遥感判别问题,厘清草种判别技术流程,从草种判别主要遥感数据源的特点及其获取技术、重要的草种判别特征及其挖掘技术,以及目前常用的草种判别方法与模型等3个方面介绍了最新研究进展及技术难点。本研究认为,高光谱、激光雷达遥感及其融合技术在草种遥感判别中具有一定的应用前景,多维特征深度挖掘及互补特征有效结合可提升草种判别准确率。本研究指出了当前草种遥感判别技术存在的主要问题,对未来通过遥感技术实现草地草种的精确判别提出了展望,为全面了解草地草种遥感识别领域和深入开展草种判别研究提供了理论借鉴。     

天然草地牧草营养品质的高光谱遥感研究进展

天然草地牧草营养品质的优劣不仅影响家畜的生长发育,同时也影响畜产品的品质,对草牧业的发展具有至关重要的意义。高光谱遥感技术的飞速发展使深入研究天然草地牧草品质的动态变化成为可能。本研究综述了目前可利用的高光谱遥感数据以及天然草地牧草营养品质遥感反演的主要成果、常用方法和最新研究动态,分析了我国在天然草地牧草营养品质监测与评价方面尚存在数据获取困难、相关研究缺乏、软硬件性能不足等问题;在多种观测平台及相关技术不断革新背景下,探索星载、机载和地面高光谱数据的有机结合,强化高光谱遥感仪器性能,提高关键营养成分的反演精度是未来研究的重点。     

甘南草地地上生物量的高光谱遥感估算研究

为了促进高光谱分辨率遥感技术在草地畜牧业动态监测和遥感估产中的应用,选择甘南草原为研究区,通过野外观测,测量了天然牧草的冠层高光谱和地上生物量数据,分析了4种主要草地类型的冠层光谱曲线特征,并分析了地上鲜生物量与冠层反射光谱和一阶微分光谱之间的相关关系,构建了光谱特征参数作为变量,建立了甘南草原牧草地上鲜生物量的高光谱估算模型,并对模型进行检验,结果表明：特征参数D723的对数回归模型,不仅相关系数较高,而且均方根和相对误差都较小,因此,估算精度较高,可作为甘南草地地上鲜生物量的最佳高光谱估算模型。     

高光谱遥感在草原监测中的应用

阐述了高光谱遥感在植被研究中经常用到的重要处理方法,评价了近期有关高光谱遥感在植被应用方面的进展,总结了高光谱遥感在草地上各个方面的作用,重点介绍高光谱遥感在草地生物量估算、草地物种识别与分类、生物化学成分估测等方面的应用,并探讨了高光谱草地遥感的前景及发展趋势,随着各种新技术的不断引入,包括数字摄影技术、GPS的引入及各种数据处理方法运用等.利用高光谱遥感进行草原定量分析、动态监测的精度将进一步提高,高光谱遥感将发挥更大的作用.     

黄河源区高寒草甸群落高度遥感模拟与评价

草层高度是反映草地生长状况的重要指标之一,与草地地上生物量的监测及载畜力的评估具有紧密联系。目前,对我国天然草地群落高度的监测尚缺乏精确的遥感方法。本研究以黄河源区高寒草甸为研究区,分别基于MODIS植被指数、冠层高度模型以及草地冠层高光谱反射率,构建了高寒草甸草地群落高度的估算模型,并对模型精度进行了评价。结果表明,1)12种MODIS植被指数中,NDVI对草层高度的变化最为敏感,其4种回归模型的R~2均较低,介于0.203~0.241,NDVI指数模型(y=0.789e~(3.186x),R~2=0.241)的拟合效果最好,但反演误差较大(RMSE=4.2cm,CVRMSE=45.7%);2)冠层高度模型在黄河源地区高寒草甸试验区的反演精度较低(RMSE=5.8cm,CVRMSE=62.1%),实际应用误差较大;3)高寒草甸群落高度与519.4-583.17nm波段之间的冠层光谱反射率存在显著负相关关系(P0.05),基于光谱位置变量R′510.59的线性模型(y=~(-1)56.375x+20.384)相对最优(R~2=0.489,RMSE=3.5cm),较适合反演高寒草甸群落的草层高度。     

草地遥感估产的原理与方法

在介绍草地遥感估产的原理和方法的基础上,分析了单纯的遥感模型、遥感模型与地学模型相结合等不同估产方法及草地面积动态监测的特点和存在问题,并对草地遥感估产方法发展趋势做了总结。随着遥感技术的发展,草地遥感估产技术和方法也将继续发展,基于遥感数据和方法的草地估产模型更加趋于成熟,其应用也将向草原生态系统、草地退化监测、草地植被生长监测等领域扩展。     

甘肃省天然草地退牧还草工程效益遥感监测研究——以安西县荒漠草地为例

以"3S"技术为支撑,结合遥感图像、草地光谱观测以及地面调查数据对安西县实施退牧还草后植被恢复情况进行分析研究.结果表明:除河东戈壁温性荒漠草地短期效果不明显外,其它草地不论是盖度、高度和产草量还是植被指数,围栏内较围栏外均有一定幅度的提高,其中牧草盖度、高度和产草量围栏内较围栏外平均增加了5.0%、16.9%和6.8%.植被指数增加了8.9%,2005年植被指数较2004年增加了9.7%.高光谱遥感进一步监测结果显示围栏内牧草光谱反射率比围栏外高,同样说明牧草长势及生产力围栏内要好于围栏外.由此可见,安西县退牧还草工程的实施已经取得了明显的效果.     

利用高光谱技术进行草地地上生物量估测

简要介绍了高光谱遥感的概念及其特点,并阐述了高光谱遥感技术估测牧草地上生物量原理。在阐述植被指数在草地科学领域运用的同时,介绍了植被指数NDVI和RVI的特点,就NDVI和RVI在草地地上生物量估测中的运用做了初步的探讨,并分析了不同草地类型对植被指数及草地地上生物量的影响。其结果表明,不同草地类型中使用的植被指数及估产模型各异。     

新疆三种主要草地植被类型的高光谱反射特征研究

本研究利用便携式地物光谱仪,对新疆部分天然草地类型及植物进行了实地光谱测量,分析和比较了3种草地类型的光谱反射特征。结果表明,在可见光波段,干荒漠类草甸植被,除角果黎外,其冠层反射率要低于低地山地草甸和蒿属荒漠草地。而在近红外波段,角果黎、骆驼蓬、梭梭冠层光谱反射率明显高于低地山地草甸植被和部分蒿属荒漠草甸植被。同一类型草地中,由于植被类别间的差异以及叶片内部结构的不同,冠层光谱反射率差异较大。3类草地类型不同植被的红边特征参数表现为干荒漠类草甸的梭梭红边位置最高,低地山地草甸的博洛塔绢蒿红边位置最低;蒿属荒漠类草甸的骆驼蓬的红边斜率和红边面积最大,低地山地草甸的苔草红边斜率和红边面积最小。对6种代表性的植被指数分析得出,PRI、OSAVI、MCARI指数均表现为蒿属荒漠类草甸<低地山地草甸<干荒漠类草甸。NDVI植被指数则表现为低地山地草甸最大,而干荒漠类草甸最小。GNDVI指数表现为低地山地草甸最大,蒿属荒漠类草甸最小。总之,高光谱遥感对于草地植被的分类监测和遥感反演等具有重要的意义。     

天然草地牧草营养品质的高光谱遥感研究进展

天然草地牧草营养品质的优劣不仅影响家畜的生长发育,同时也影响畜产品的品质,对草牧业的发展具有至关重要的意义。高光谱遥感技术的飞速发展使深入研究天然草地牧草品质的动态变化成为可能。本研究综述了目前可利用的高光谱遥感数据以及天然草地牧草营养品质遥感反演的主要成果、常用方法和最新研究动态,分析了我国在天然草地牧草营养品质监测与评价方面尚存在数据获取困难、相关研究缺乏、软硬件性能不足等问题;在多种观测平台及相关技术不断革新背景下,探索星载、机载和地面高光谱数据的有机结合,强化高光谱遥感仪器性能,提高关键营养成分的反演精度是未来研究的重点。     

高分一号卫星数据在内蒙古草原遥感监测研究中的应用前景

内蒙古天然草地资源丰富,占全国草地面积的22%,目前草原遥感研究采用的数据在精度和效率上不能完全满足内蒙古自治区草原遥感研究与大面积应用需求。介绍了高分一号卫星数据长时效、高时空分辨率、大幅宽、高效能的特点,分析了其在草地分类,面积监测,生产力监测,牧草品质监测,病虫、鼠害监测及草地生态安全业务化监测体系研究中的应用前景。     

草地地上生物量估算模型研究进展

草地地上生物量监测是合理利用草地资源,掌握草原生态演替过程的重要依据.但是,实时观测草地地上生物量信息需要耗费大量的人力物力,亟需借助遥感、数学等工具进行间接观测.本文系统阐述了国内外主流的草地地上生物量估算方法,包括遥感统计模型、草地生长模型、作物生长模型、光能利用率模型和生态过程模型等模型,以及遥感与机理模型耦合模...     

基于3S技术的草地退化动态监测系统设计

草地科学的基础性研究与“3S”技术相结合,使得宏观管理和监测草地的动态变化成为现实。为解决大中尺度草地、草场管理与退化监测中信息的获取、管理和空间分析、决策等问题,以遥感、地理信息系统、全球定位系统“3S”为核心,以山丹县草地草场退化现状为应用背景,从系统目标、系统的总体功能和结构,系统实现的软、硬件支撑环境等方面探讨了黑河中上游典型地区草地草场退化动态监测系统的初步设计及其应用,旨在为科学的评价与宏观监测草地草场退化,改善草地生态环境和促进草地生产经营和现代化管理提供决策支持。     

应用MODIS进行草原生物量估测误差原因分析

草原生物量遥感监测从地面调查到遥感分析涉及诸多环节和步骤,不计偶然误差,系统误差存在于每一个环节,造成系统误差的原因来自多方面,一是遥感影像的分辨率低、噪声多和处理过程中信息损失;二是地面样方信息的不确定性和片面性;三是当前遥感监测业务和技术发展水平的局限等。本研究结合当前普遍应用的草原监测方法,总结并分析了各种误差来源和对监测结果产生的影响。     

牧区雪灾遥感监测方法的研究

雪灾是影响我国北方草原牧区畜牧业发展的重要因子,如何准确评价雪灾对牧区造成的影响并及时援救,最大限度地减少灾区的经济损失,是一个十分迫切的问题.为此总结了国内外牧区雪灾遥感监测的现状,分析了卫星遥感系统在草地雪灾监测方面的应用及存在的问题,提出了雪灾遥感监测的原理及技术路线,为进一步做好牧区抗灾救灾及草地畜牧业持续发展决策的研究提供科学依据.     

基于3S技术的若尔盖县草原沙化遥感监测研究

草原沙化是国内外关注的重大生态环境问题。本文利用遥感数据,在“3S”（RS,GIS,GPS）集成技术的支撑下,采用地面调查方法,建立遥感影像与地面数据的数学模型,对若尔盖县沙化草,-原开展遥感监测。利用不同地物在遥感影像上的色调与形态差异,建立草原解译标志与分级指标体系,获取沙化草原面积、分布和等级情况。本研究为进一步开展西川省草原沙化调查提供了技术支持,为治理草原沙化提供了科学参考。．     

中国草原监测的现状与发展

详述了中国草原监测的现状,重点就草原生产力监测所面临的遥感资料、监测单元、样方设置、概念融合、3S与传统调查的异同等问题,进行了深入的分析;提出了"3S与地面调查相结合"进行草原生产力监测的方法和程序,并以甘南草地为例进行了验证;建议构建和开通交互式、工具型的<中国草原监测>Web GIG网站,具新技术支持的监测将在<草原法>的贯彻执行和草业的可持续发展中发挥更大的作用.     

荒漠草原生态系统土壤呼吸研究进展

荒漠草原生态系统非常脆弱,对环境变化和人类活动干扰敏感,在我国草地碳循环研究中具有非常重要的地位。环境因子和人类活动及其协同作用都会对荒漠草原土壤呼吸作用产生影响,但是关于荒漠草原生态系统土壤呼吸作用研究目前仍相对薄弱。因此,加强在非生长季和不同干扰类型下对土壤呼吸影响的研究,并运用遥感监测技术研究荒漠草原土壤呼吸作用,从整体上把握和认识荒漠草原土壤呼吸作用的规律,对于保护脆弱草原生态、保障草牧业的可持续发展具有极其重要的意义。