1引言

高光譜遙感是指利用很多很窄的電磁波段從特定的物體中 獲取相關(guān)數(shù)據(jù)的一種技術(shù)，該種技術(shù)手段的一個(gè)顯著特點(diǎn)就是 在特定的光譜區(qū)用高光分辨率同時(shí)獲取連續(xù)性的被監(jiān)測(cè)物體的 光譜圖像，將遙感和高光分辨進(jìn)行結(jié)合用于空間信息的研究， 定量分析地球表層生物物力和化學(xué)過(guò)程以及相應(yīng)的參數(shù)。最近 幾年，高光譜遙感被廣泛的應(yīng)用到草原監(jiān)測(cè)工作中，取得了突 出的應(yīng)用效果。

2高光譜遙感的原理

植物發(fā)射光譜的特征和植物的生長(zhǎng)情況有著最直接的關(guān) 系，植物反射光譜主要是由葉片中的葉肉細(xì)胞、葉綠素、水分 和其他生物化學(xué)組分對(duì)光線吸收和反射所形成的，主要受到葉 片顏色、葉片結(jié)構(gòu)以及水分狀況、葉子的理化性質(zhì)和植株的形 態(tài)等多種因素決定的。由此可以看出植物光波段的反射率主要 受到葉綠素等各種色素的影響。不同植物，同一個(gè)植物的不同 生理時(shí)期以及同一個(gè)植物的不同生理狀態(tài)，其光譜反射特征均 存在巨大的差異性。因此，研究植物不同生長(zhǎng)條件下光譜特征 和植物生理指標(biāo)的關(guān)系，就可以實(shí)時(shí)檢測(cè)作物的長(zhǎng)勢(shì)，及時(shí)料 及植物的養(yǎng)分供給情況，對(duì)于強(qiáng)化植物管理具有積極作用。高光譜遙感是以波段數(shù)量多、光譜分辨率高為主要特征來(lái) 反應(yīng)葉片各個(gè)組分的含量，紅監(jiān)測(cè)植被的生長(zhǎng)情況。植被生長(zhǎng) 情況是綜合反應(yīng)其生長(zhǎng)發(fā)育的重要參數(shù)，長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)是對(duì)植物生 長(zhǎng)情況、變化規(guī)律的宏觀監(jiān)測(cè)。最近幾年，高光譜遙感得到了 迅速的發(fā)展，能夠?qū)崿F(xiàn)直接對(duì)地球表面物體進(jìn)行微弱光譜差異 性分析，在大面積草原監(jiān)測(cè)，面積估算、災(zāi)害評(píng)估、牧草長(zhǎng)勢(shì) 監(jiān)測(cè)等方面正發(fā)揮著越來(lái)越重要中的作用。

3高光譜遙感在草原監(jiān)測(cè)中應(yīng)用

3.1 在草地生物量估算中應(yīng)用

測(cè)量草地生物量常常使用的到參數(shù)是NDVI和紅邊 （REP）。隨著高光譜遙感技術(shù)手段的出現(xiàn)，NDVI有了更多的 可以選擇的波段去表示草原植被的信息，但是對(duì)土壤和大氣環(huán) 境的變壞太敏感，而紅邊（REP）相對(duì)來(lái)說(shuō)更加穩(wěn)定。準(zhǔn)確的 估算一個(gè)草場(chǎng)的牧草可使用量，可以幫助飼養(yǎng)戶合理的控制牲 畜飼養(yǎng)量，保證草原和畜牧養(yǎng)殖能夠處于一個(gè)動(dòng)態(tài)平等之間。利用高光譜遙感模型方法對(duì)草地生物量進(jìn)行估算，能夠采用單 變量的線性和非線性回歸模型和逐步回歸模型進(jìn)行精確的估 算，從而能夠確定原始高光普波段變量最優(yōu)模型。

3.2 在草地種類識(shí)別中的應(yīng)用

應(yīng)用高光譜遙感技術(shù)獲取的高光譜遙感數(shù)據(jù)能夠達(dá)到提 升對(duì)植物種類的識(shí)別和分類，工作人員能夠從特定的窄波段的 選取對(duì)那些差異性較大的波段進(jìn)行細(xì)致分析，然后結(jié)合分離出來(lái)的這些特定的波段可以對(duì)相應(yīng)的植物種類進(jìn)行自動(dòng)化識(shí)別， 從而對(duì)草地牧草種類、毒草種類能夠進(jìn)行定量的分析。同時(shí)在 遙感系統(tǒng)中還可以利用數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)對(duì)幾個(gè)特定的波段進(jìn)行綜 合分析，將其制作成一個(gè)特定的波段綜合體，這對(duì)提高信息數(shù) 據(jù)的利用率，精準(zhǔn)化對(duì)牧草種類進(jìn)行區(qū)分具有十分重要的作 用。在草地種類識(shí)別過(guò)程中積極應(yīng)用高光遙感技術(shù)能夠幫助草 原管理者及時(shí)發(fā)現(xiàn)草原生態(tài)系統(tǒng)的建設(shè)保護(hù)情況，通過(guò)對(duì)某草 的群落進(jìn)行深度分析，掌握草場(chǎng)退化情況和退化規(guī)律，幫助草 原管理部門(mén)能夠及時(shí)采取措施控制好草原退化。最近幾年，天 然草原退化現(xiàn)象十分嚴(yán)重，其已經(jīng)成為制約當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境和畜 牧產(chǎn)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展的主要因素，對(duì)區(qū)域間的草原氣候環(huán)境 和經(jīng)濟(jì)建設(shè)差生了很大的負(fù)面影響。過(guò)去在對(duì)草原進(jìn)行監(jiān)測(cè)過(guò) 程中主要對(duì)植被指數(shù)的變化情況進(jìn)行綜合分析，而這個(gè)指數(shù)很 容易受到外界環(huán)境的變化，從而嚴(yán)重影響到草地檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn) 確性，因此，在今后工作中需要我們結(jié)合全新的技術(shù)和發(fā)展趨 勢(shì)，探索能夠準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)草原變化的方法和途徑，更好實(shí)現(xiàn)利用 高光遙感技術(shù)對(duì)草場(chǎng)種類進(jìn)行精確識(shí)別。

3.1在草地化學(xué)成分估測(cè)中的應(yīng)用

高光遙感技術(shù)的誕生和應(yīng)用利用相應(yīng)數(shù)據(jù)信息獲取相應(yīng)的 植物化學(xué)信息提供了可能，利用該項(xiàng)技術(shù)能夠細(xì)致的對(duì)牧草葉 的各種生物化學(xué)信息、牧草在時(shí)間和空間上變化趨勢(shì)進(jìn)行詳細(xì) 的分析，從而對(duì)草場(chǎng)的生產(chǎn)能力、生產(chǎn)速率、植物枯萎后分別 速度以及植物多種營(yíng)養(yǎng)成分進(jìn)行確定，然后利用這些監(jiān)測(cè)結(jié)果 對(duì)草場(chǎng)牧草生長(zhǎng)情況進(jìn)行全面評(píng)價(jià)?？傊S著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展和應(yīng)用，高分辨率技術(shù)和設(shè) 備會(huì)逐漸應(yīng)用到高光遙感技術(shù)方面，各種數(shù)據(jù)的處理手段和方 法也將會(huì)變得更加科學(xué)和高效，對(duì)實(shí)現(xiàn)草地動(dòng)態(tài)化建設(shè)也將成為可能。

萊森光學(xué)（深圳）有限公司是一家提供光機(jī)電一體化集成解決方案的高科技公司，我們專注于光譜傳感和光電應(yīng)用系統(tǒng)的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。

審核編輯黃昊宇