粳稻地物光谱特征波段分析

东北黑土地粳稻是我国优质大米的主要来源之一,常态化大面积监控其生长态势,是保障大米绿色健康和产量的生产需求,也是智慧农业发展的一种方式。本文采用地物光谱技术监测粳稻生长,基于粳稻冠层散射模型,分析叶片在可见光波段的散射现象,获得粳稻中5个最佳光谱特征波段,分别为散射峰蓝色波段475nm和绿色波段560nm、吸收峰红色波段668nm、红边效应717nm以及近红外吸收峰840nm。这些特征峰值的确定为及时发现病害和定点定量施肥等作业奠定了基础。     

基于TM影像的地表温度遥感反演研究——以兰州市区为例

以兰州地区为例,利用TM数据对地区的地表温度进行了反演。     

典型保供作物生育期高光谱时序特征分析——以水稻为例

为进一步挖掘高光谱识别耕地种植属性的能力,掌握典型保供作物在不同生育期时序上的光谱特征,本研究以重庆市南川区大观镇某水稻田为试验区,重点分析了孕穗期、抽穗期、灌浆期和成熟期4个生育期水稻叶光谱的变异系数、光谱特征参量以及光谱一阶导数与氮含量的相关性。结果表明：光谱变异系数在孕穗期最高、灌浆期最低,可见光和短波红外范围变异系数大于其他波段;各生育期“三边”及红谷、绿峰位置变化不大,但是在水稻发育后期,红边位置向短波方向偏移,出现“蓝移”现象;光谱一阶导数与氮含量具有较强的相关性,灌浆期光谱一阶导数与氮含量相关性最大。     

毛竹林光谱特征及其与典型植被光谱差异分析

以毛竹光谱特征为研究对象,通过对光谱曲线和一阶导数曲线进行分析,探明了不同季节毛竹林的光谱特征及其与典型树种的光谱差异,为毛竹林的遥感监测提供了理论依据。研究结果表明:1)毛竹光谱曲线在可见光波段出现1个反射峰和1个吸收谷,这2个峰的对应波长分别为556和680 nm, 近红外波段的反射率明显增大。2)大年毛竹林春季和夏季的一阶导数曲线的红边波段呈“双峰”,秋季和冬季呈“单峰”,夏季的红边位于700 nm,其他季节红边位于718 nm;小年毛竹林秋季的一阶导数曲线的红边波段呈“双峰”,冬季呈“单峰”,红边均位于718 nm;不同季节毛竹林红边振幅大小依次为:春季夏季冬季秋季。3)毛竹林与其他典型植被在500～600、660～680、700～900 nm 等波段的反射率差异明显,可作为遥感监测的最佳波段,并且“绿峰”、“红谷”、红边位置、红边振幅以及红边波段的“峰型”等特征可作为毛竹林遥感识别的主要参数,监测最佳季节是春季,其次为秋季。      

基于光谱特征的决策树分类方法研究——以昆明市东北部地区为例

以昆明市东北部地区的TM影像为材料,通过分析主要地物的光谱特征,进行波段间的相互运算,建立相应的决策树模型,对地物进行分类,并对分类结果进行精度评价。结果表明:决策树分类法的总体精度为77.0%,比传统的分类方法如最大似然法提高了6.3%,能有效地提高影像的分类精度。     

基于决策树的无人机高光谱遥感影像地物分类研究

高光谱影像由于其波段众多,传统的多光谱图像的信息提取方法不适合高光谱影像的处理。利用无人机搭载美国Headwall公司的最新纳米级高光谱成像光谱仪,采集广东省广州市增城区某处的高光谱影像,提取光谱数据,分析不同地物间光谱曲线特征和差异,采用决策树进行地物分类。结果表明:根据无人机高光谱数据中不同地物之间光谱特征曲线的差异,建立分类树,不仅可以大大减少分类处理的工作量,且分类效果良好,准确度高。     

荒漠公益林中典型灌木树种光谱特征研究

应用地面高光谱仪测定古尔班通古特沙漠中梭梭和柽柳的冠层光谱,结合遥感影像分析比较了两种灌木树种的光谱响应曲线差异。结果表明:不论是沙土还是盐碱土,柽柳在近红外波段内反射率均高于梭梭,并根据这一规律性总结出了基于光谱特征的梭梭和柽柳的识别模型,最后对不同树种的光谱响应机制进行了探讨。     

不同碳饱和水平下典型农田土壤有机质的红外光谱特征

【目的】比较长期施肥定位站点的土壤有机质红外光谱,旨在探究不同碳饱和程度下土壤有机质光谱特征。【方法】基于进贤红壤和原阳潮土长期定位试验站典型施肥处理,利用碳饱和公式计算两个站点不同处理的碳饱和水平,通过傅里叶红外光谱测定不同处理的土壤有机质官能团特征,分析不同站点不同处理间有机碳饱和特征及光谱特征。【结果】原阳潮土的土壤有机碳年变化率与碳投入之间呈线性关系,但进贤红壤则呈"曲线"关系。进贤红壤的碳饱和亏缺度(saturation deficit,SD)为0.118—0.413,显著小于原阳潮土的0.462—0.616。进贤红壤和原阳潮土的处理中含有相同的官能团:芳香类碳(1 636 cm~(-1),695 cm~(-1)),脂肪族碳(3 000—2 850 cm~(-1),1 455 cm~(-1)),碳水化合物或多糖类(1 080 cm~(-1),1 033 cm~(-1)或1 034 cm~(-1)),有机态硅类(1 100—1 008 cm~(-1),526cm~(-1),795 cm~(-1),778 cm~(-1),470 cm~(-1))。进贤红壤的芳香族、脂肪族和硅类特征峰的吸收强度明显高于原阳潮土的偏施肥处理;而原阳潮土偏施肥和有机肥处理的羧基类、烷烃类和碳水化合物类特征峰的吸收强度明显高于进贤红壤有机肥处理。综合分析两个站点各处理,土壤有机碳含量与透光率之间呈显著负相关关系。相对于原阳潮土,进贤红壤各处理碳投入、土壤黏粒含量和铁铝氧化物含量均较高,且进贤为水田双季稻轮作制度,水分管理措施更有利于土壤有机碳的累积。【结论】综合两站点的土壤有机碳年变化率与碳投入关系以及碳亏缺度显示进贤红壤有机碳已经趋于饱和,而原阳潮土则还距碳饱和较远。两站点的红外光谱特征表明进贤红壤以芳香族、脂肪族和硅类等难分解惰性官能团为主,而原阳潮土则以羧基类、烷烃类和碳水化合物类易分解官能团为主。红外光谱透光率水平可以半定量土壤有机质官能团。     

基于光谱特征变量的湿地典型植物生态类型识别方法——以北京野鸭湖湿地为例

光谱特征变量的选择对于湿地植被识别的精度和效率有着直接的影响作用.以华北地区典型的淡水湿地——野鸭湖湿地为研究区,采用Field Spec 3野外高光谱辐射仪,获取了野鸭湖典型湿地植物的冠层光谱.以野外高光谱数据为基础,首先利用一阶导数与包络线去除的方法,分析和对比不同植物生态类型的光谱特征,选定了用于识别植物生态类型的光谱特征变量,选定的8个光谱特征变量为红边位置WP_r、红边幅值Dr、绿峰位置WP_g、绿峰幅值Rg、510 nm附近的吸收深度DEP-510和吸收面积AREA-510、675 nm附近的吸收深度DEP-675和吸收面积AREA-675.其中,7种植物生态类型的一阶导数光谱特征差异较小,吸收特征差异性相对较大.除WP_r和WP _g外,沉水植物Rg和Dr平均值最低,湿生植物的Rg平均值最高,达到0.164,栽培植物的Dr平均值最高,达到0.012.7种植物生态类型在675 nm附近的DEP-675和AREA-675均高于510 nm附近的DEP-510与AREA-510,除去栽培植物,随着水分梯度的变化,其他6种植物生态类型的吸收深度和吸收面积都表现出先升高后降低的趋势.然后利用单因素方差分析(One-way ANOVA)验证了所选光谱特征变量的区分度,在P≤0.01的置信水平下,选取的8个光谱特征变量都能够较好的区分7种植物生态类型,区分度的最小值为13,最大值为18,并且吸收特征参数的区分度优于一阶导数参数.最后应用非线性的反向传播人工神经网络(BP-ANN)与线性判别分析(FLDA)的类型识别方法,利用选定的8个光谱特征变量进行湿地植物生态类型识别,取得了较好的识别精度,两种方法的总分类精度分别达到85.5％和87.98％.单因素方差分析(One-way ANOVA)和不同分类器的分类精度表明,所选的8个光谱特征变量具有一定的普适性和可靠性.     

锡林郭勒盟典型草原区植被光谱特征研究

根据所测定的各种地面植被的大量光谱数据,分析了内蒙古自治区锡林郭勒盟境内典型草原区各种植被的光谱特性及其变化规律.同时,利用导数和归一化的方法对植被光谱反射曲线进行了处理,消除了因背景、光照等因素的不同而造成的同一植被类型在不同测定条件下带来的光谱曲线上的差异.不过应当注意到:无论是哪种处理方法,其处理结果所得到的光谱值已经不是真正的光谱反射率值了.所以在应用时,对应的图像数据也应做相应的交换处理.     

干旱区典型盐碱土反射光谱特征分析(英文)

地物光谱特征是遥感机理的重要内容,也是遥感应用研究的重要依据。盐碱土的反射光谱特性反映了盐碱土的理化特征。以干旱区3种典型的盐碱土为研究对象,测量了不同含盐量和含水率的土壤反射率光谱,并分析了其光谱特征。结果表明,3种盐碱土的光谱反射率在干燥状态下有明显的高低规律。经过去包络线处理后,3种盐碱土在干燥状态下具有明显不同的光谱特征,且在干湿两种状态下,两个水分吸收谷处的吸收深度的深浅均具有明显的深浅差异。根据这些特征可以将3种类型的盐碱土区分出来。研究结果可为今后进一步研究盐碱化土壤参数反演和分类,以及盐碱土监测等遥感应用服务。     

干旱区典型盐碱土反射光谱特征分析

地物光谱特征是遥感机理的重要内容,也是遥感应用研究的重要依据.盐碱土的反射光谱特性反映了盐碱土的理化特征.以干旱区3种典型的盐碱土为研究对象,测量了不同含盐量和含水率的土壤反射率光谱,并分析了其光谱特征.结果表明,3种盐碱土的光谱反射率在干燥状态下有明显的高低规律.经过去包络线处理后,3种盐碱土在干燥状态下具有明显不同的光谱特征,且在干湿两种状态下,两个水分吸收谷处的吸收深度的深浅均具有明显的深浅差异.根据这些特征可以将3种类型的盐碱土区分出来.研究结果可为今后进一步研究盐碱化土壤参数反演和分类,以及盐碱土监测等遥感应用服务.     

乌梁素海遥感影像的水体提取方法与分析

乌梁素海地处干旱的内蒙古巴彦淖尔盟乌拉特前旗境内，因此水体及地物的光谱特征都具有干旱区草型湖泊的特性。本文选取2002年11月8日的ETM遥感图像数据，应用单波段阈值法、色度判别法、比率法、多波段组合运算法及多光谱分析法对水体进行提取，分别阐述了各种方法的优缺点，但其一考虑到水体提取的简单易行，因此采用多波段组合运算法；其二考虑到遥感信息机理以及各种地物的结构、组成和理化性质的差异，而导致不同的地物对电磁波的反射特征也各有不同，所以择取易与明水水体相混淆的芦苇、居民地、林地、山体阴影4种地物在TM1、TM2、TM3、TM4、TM5、TM7六波段的光谱特征值，应用多光谱混合分析法提取乌梁素海水体范围，从而避免了单—红外波段影像的不足。最后将多波段组合法与多光谱混合分析法进行比较，并阐述了二者的适用范围。     

黄淮海平原典型农区的气候变化特征

为了解黄淮海平原典型农区近期气候变化状况与区域差异,为该区域农业可持续发展提供参考依据,利用黄淮海平原典型农区商丘市8个气象站点1991-2010年的气温与降水量资料,对该区气温和降水量的变化特征进行了系统研究。结果表明:近20年来,黄淮海平原典型农区气候显著变暖,年平均气温升温率为0.04℃/年,气候变暖主要发生于20世纪90年代后期;变暖为全年温度升高,其中,秋季变暖尤为显著;年降水量呈增加趋势,但不明显,其中,夏季对年降水量的增加贡献最大。在研究时期内,商丘地区温度和降水均普遍升高,整个区域呈现暖湿化趋势,但降水量的增加较弱。     

基于光谱特征的SPOT-5影像马尾松毛虫虫害信息提取

以福建沙县作为研究区,以单期SPOT-5多光谱影像为数据源,基于其光谱特征,构建归一化植被指数(Ndvi)、比值植被指数(Rvi)、绿度植被指数(Gvi)、土壤调节植被指数(Savi)、红边参数等光谱指数作为光谱监测指标,通过建立马尾松毛虫虫情级数模型并进行反演,进而提取虫害信息,其虫害信息提取的总精度为70.75%。研究结果证明利用单时相遥感数据进行马尾松毛虫虫害监测是可行的。     

天山北坡典型研究区融雪期积雪光谱特征分析

选取了新疆天山北坡军塘湖流域作为典型研究区,布设4个2 m×2 m试验样方,在2011年3月利用ASD便携式地物光谱仪对该地区积雪进行了积雪反射光谱的测定并对其进行了分析。结果表明,积雪在近红外区后反射率急剧下降,在1 350 nm附近积雪反射率近似呈直线下降;1 020、1 250、1 470和2 000 nm附近是积雪反射率吸收峰,在1 470和2 000 nm附近积雪的反射率几乎为0;太阳高度角引起的积雪反射率变化主要在近红外区;积雪反射率随时间推移而逐渐降低;在融雪期,随着测量面深度的增加,积雪的反射率有减小的趋势。     

干旱区土壤含水量光谱特征分析与反演

[目的]建立土壤含水量遥感监测模型。[方法]选取陕西省横山县作为研究区,以野外原位光谱测量数据和实验室内测得的土壤含水量为基础,进行高光谱数据处理,分析土壤含水量的光谱特征;对实测土壤光谱反射率进行倒数、对数、均方根及其一阶导数微分等光谱变化换,计算高光谱指数,并与土壤样本含水量进行相关性分析,筛选对土壤含水量敏感的光谱特征波段,利用多元线性回归分析建立土壤含水量监测模型。[结果]随着土壤含水量的增加,土壤光谱反射率呈减小趋势。土壤含水量与光谱指数的特征波段呈良好的线性关系,所有模型均通过了0.01水平的显著性检验。模型精度验证表明,预测值与实测含水量相关系数较高,特别是反射率倒数一阶微分模型,在0.01显著性水平下,相关系数为0.886。[结论]该研究建立的土壤含水量遥感反演模型可行有效,通过了有效性检验,在一定程度上可以用来反演研究区土壤含水量。     

煤矿复垦区土壤肥力分析与评价——以大通湿地生态复垦区为例

对安徽淮南大通湿地生态复垦区的土壤含水量、容重、孔隙度和有机质等9项土壤养分指标进行测试与统计分析,以此对生态区土壤肥力进行科学、合理的评价。结果表明,生态区土壤营养元素的缺乏状况比较严重,应对土壤进行增肥,以利于植物的生长。     

科尔沁沙地地物光谱数据分析

根据测定各种地物的大量光谱数据，分析了内蒙古自治区奈曼旗荒漠化地区沙地、土壤、水体、水泥路面及部分植被的光谱特性及其变化规律，结果表明，研究区的水泥路面光谱变化均匀、平稳，是理想的光谱定标测试点。同时，利用导数和归一化的方法对植被光谱进行了处理，消除了因光照等因素造成的同一植被类型不同部位光谱的差异，从而提高了地物光谱重建的精度。