1對森林資源調(diào)查領域內(nèi)地物波譜研究的必要性認識

現(xiàn)代遙感技術主要是依據(jù)物體對電磁波的響應特性來探測地面物體和現(xiàn)象的。遙感主要是研究地球表面電磁波輻射、散射和反射的環(huán)境信息，以及收集處理與顯示技術，并用于資源調(diào)查與生產(chǎn)管理。所以遙感技術的基本問題應該是研究地表環(huán)境的電磁波信息。

目前遙感圖象在林業(yè)調(diào)查的應用上，主要是用目視判讀的方法，根據(jù)影象的形態(tài)特征和色調(diào)特征區(qū)分和識別土地種類、植被分布等內(nèi)容的，較少考慮地物的電磁輻射的特性，很大程度上是依賴影象所構成的形態(tài)結(jié)構，判讀效果取決于判讀人員的專業(yè)知識和對判讀區(qū)的熟悉程度，是經(jīng)驗判讀，在森林資源調(diào)查中諸如樹種、齡組、胸徑、單位蓄積量等主要因子的劃分，單靠現(xiàn)在的目視判讀方法還是達不到的，也就是說缺乏定量的本質(zhì)的依據(jù)。

目前較先進的圖象判讀設備：如假彩色合成儀、假彩色密度分割儀等的應用，增強了遙感圖象的某些信息，判讀精度也有一定提高，但仍沒有脫離以地物形態(tài)特征為主要依據(jù)的經(jīng)驗判讀。

筆者認為，當今遙感已向多波段，全天時，全天候和周期性覆蓋方向發(fā)展的情況下，單依靠經(jīng)驗判讀方法已遠不能滿足需要了。例如對陸地衛(wèi)星的TM圖象，獲取的信息主要是地物在不同波段上光譜輻射量的大小，每張TM圖象都可以看作是該光譜段上的地物光譜圖。TM圖象重迭很小不能進行立體觀察，因而以形態(tài)結(jié)構為主要判讀依據(jù)的經(jīng)驗判讀方法不能充分提取TM圖象的豐富信息。

對于TM圖象，我們可以這樣理解：即每一幅TM圖象都可以看作是由無數(shù)個不同灰度級的象元排列成的一個巨大的矩陣，每個象元的灰度就是該象元所對應的地面光譜輻射量的大小。在TM中每一象元相當于30×30m的面積，這個象元的光譜輻射強度決定于象元內(nèi)所有地物目標的綜合光譜效應，而象元內(nèi)部的形態(tài)結(jié)構已不具有什么意義了，象元是基本的圖象單位是不可分的?？v然在宏觀上，TM圖象也表現(xiàn)出了一定的形態(tài)結(jié)構特征，可借以判讀地物目標，但這種形態(tài)結(jié)構特點實際上是相同光譜輻射強度的象元組合，即不同灰度象元的界限便構成了形態(tài)的邊界。因而TM圖象上的地物形態(tài)問題仍然可以看作是地物的光譜輻射問題。所以對于TM（MSS也如此）圖象的判讀應用來說，地物光譜特性是較之地物形態(tài)結(jié)構更有意義，更為本質(zhì)的信息。

鑒于上述認識，不言而知：在林業(yè)遙感應用領域內(nèi)深入開展地物波譜的研究不僅是必要的，而且是迫切的任務。再者，對于遙感信息的電子計算機自動分類識別及用電子計算機對遙感圖象進行各種處理，離開地物波譜特征的研究，就不可能為計算機提供參考樣本，無從實現(xiàn)識別任務。

2林業(yè)遙感波譜研究的范圍

從遙感物理基礎可知，電磁波包括了從短波宇宙射線、γ射線、χ射線、紫外線可見光，紅外、微波直至無線電波、交流電這樣一個廣闊的波譜范圍，從理論上講，幾乎所有的電磁波都能應用于遙感研究，但限于目前的技術條件，遙感所用的電磁波譜范圍主要是可見光、紅外和微波這幾個波段，其中：可見光至近紅外波段、從能量輻射、強度、信息的接收處理，空間分辨率以及解譯效果，他們的地球環(huán)境電磁波信息最易獲取和利用的，也是林業(yè)遙感波譜研究的范圍。各種地物目標對不同波長的電磁波的吸收、透射和反射的性能以及自身發(fā)射電磁波特性是不同的，如果把不同地物目標的電磁輻射性質(zhì)按波長與輻射強度的關系繪制成曲線，這便是地物波譜曲線，根據(jù)波譜曲線的峰值范圍的差異來識別地物目標，則是遙感工作的主要依據(jù)。地物在可見光和紅外波段的電磁波輻射特征屬于光學范疇，故稱之為地物光譜。在林業(yè)遙感中，對可見光至近紅外的波段即從0.4～2.5μm的光譜范圍內(nèi)，主要記錄的是地物對這一波段太陽輻射的反射能量的大小，因而地物目標的這一特性稱地物的反射光譜；地物在紅外的其他波段，尤其是8～14μm的熱紅外波段因地物的熱學性質(zhì)的差異造成物體溫度高低的不同，從而發(fā)射出不同的紅外輻射，這屬于地物的發(fā)射光譜。在目前的技術條件下，可見光至近紅外的遙感技術在林業(yè)上有較多的應用，對于地物光譜的研究來說，同樣也首先著眼于可見光至近紅外的反射光譜研究。

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審核編輯：湯梓紅