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呼伦贝尔草原主要优势种、退化指示种的光谱特征研究

周磊  
【摘要】: 本文以呼伦贝尔草原比较典型的、分布比较广、对畜牧业的发展具有重要作用的草地类型及其重要物种为研究对象,利用地面实测高光谱数据,结合多种统计方法、光谱分析方法,研究呼伦贝尔草原主要优势种(羊草、针茅)、退化指示种(如冷蒿、多根葱)的叶片和冠层光谱特征,并模拟了不同物种组成比例的群落的光谱。本文的主要研究内容和结果如下: (1)制定呼伦贝尔草原物种的光谱测量规范 野外光谱的测定受多种因素影响,如采集时间、采集地点、植被盖度、植物的生长状况等,即便是同时同地同物,由于测量方法及规范的不同,得到的光谱差异也会较大。本文比较了不同的测量方法测得的光谱数据,结果表明数据差异比较明显。因此,为了减少由于不同的测量方法导致的数据偏差,对野外光谱的测量制定了测量流程和注意事项。 (2)对呼伦贝尔草原主要优势种、退化指示种的叶片进行光谱分析 利用多种统计方法和不同遥感特征参数,比较了不同物种的叶片光谱,得到区分不同物种的特征波段。利用包络线去除分析方法,结果表明550nm处羊草和多根葱的光谱差别比较明显,以此波段可区分两物种;对针茅、羊草、冷蒿和多根葱等物种的光谱进行U检验,得到了区分四个物种的特征波段是361nm、364nm、376nm、527nm、528nm。利用逐步判别分析的方法对原始波段进行了分析,结果表明在实验室条件下,以上四个物种的特征波段是508nm、561nm、599nm、628nm、876nm,利用得到的特征波段进行分类,分类效果十分明显,精度达到100%。 (3)对呼伦贝尔草原主要优势种、退化指示种的群落光谱的分析 通过对群落光谱的比较分析,得到了不同盖度的多根葱群落与冠层光谱在每个波段上的相关关系。利用逐步判别分析法,找到了羊草和冷蒿群落的三个特征波段(655nm、689nm、1144nm),并建立了典型判别方程。利用光谱线性模型模拟羊草和冷蒿不同比例混合群落的光谱,并结合羊草和冷蒿的群落光谱,得出当羊草群落中的冷蒿盖度超过20%时,群落光谱特征不再反映羊草群落的光谱特征。 (4)建立呼伦贝尔草原主要物种和优势群落的光谱数据库 通过建立呼伦贝尔草原主要优势种、退化指示种的光谱数据库,更好的了解植被光谱的空间分异特性,利于研究植物光谱在不同条件下的变化情况,为利用遥感影像解译、信息提取和目标识别提供依据。


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