湿地植被高光谱遥感技术运用研究

付振强?王明周

摘 要：湿地其中的物质资源极其丰富，其主要的植被和动物以及农业资源可以为人们生活提供丰富的能源供应，并且生产力极高，是人类生存的重要环境之一，也是地球上具有极大的特点的生态系统，因此对湿地进行科学研究对于人类发展具有重要意义。下面本文就黄河入海口三角洲地区湿地植被的高光遥感技术进行详细分析，以供参考。

关键词：湿地植被;高光遥感技术;运用研究

黄河三角洲位于渤海之滨，黄河中的泥沙经过水流和地势的作用出现大量堆积的现象，进而通过水源的冲刷形成平原，现阶段是我国区域内部面积最大的三角洲，其面积辽阔，自然资源和物产极其丰富，也是我国农业生产和石油生产的重要基地。黄河三角洲属暖温带落叶阔叶林区，受到人为影响和土壤盐渍化影响，植被类型具有一定的特色，主要以耐盐或轻度耐盐的盐生或中生植物为主，但是由于其气候的原因和地理情况原因，导致很多方法对于植被检测都有着或多或少的难度，因此对于其植被的研究利用高光遥感技术效果最佳，也是现阶段对湿地植被研究的重要技术。

一、黄河入海口三角洲湿地主要特点和植被种类

黄河三角洲属于北温带半湿润气候区，属于暖温带季风型大陆性气候。四季分明、气温较适合生物和动物生存，且具有充足的阳光照射，并且在风能资源方面也可以提供充足的能量，春、夏、秋、冬季节比较分明，一般在夏季和冬季比较突出，冬季比较寒冷且雨水较少。降水量主要在夏季较多，其中七八月份的降水量最多，足以占据该地区年降水量的一左右，并且雨水形式多为暴雨，容易产生一定的灾害。该地区的风向也具有一定的特点，冬季风向一般朝北，夏季风向一般朝南，所以从上述气候特点看，很适宜植物生长。

在黄河三角洲区域中国家级自然保护区的植被类型较为丰富，并且在保护区内植被覆盖面积达到55%左右，其中天然植被覆盖较多，芦苇占地面积大约为40万亩、草地覆盖面积大约为18万亩，在中国沿海区域中，其具有最大的植被覆盖区域。在植被种类丰富的三角区内，主要有代表性木本植物以旱柳、刺槐和怪柳为主，草本植物一般以芦苇、碱蓬为主;该区域的植被受到土壤、盐度以及地貌类型和人类活动的影响，其草本类植物面积较广，并且较为集中，木本植物面积较小，分部较为零散。本文主要利用高光遥感技术对该区域内部的植被进行研究分析，进而对典型湿地植被的高光谱特征提取技术进行详细研究。

二、湿地植被高光遥感技术的运用

第一，高光遥感技术在植被分类中的应用。当前高光遥感影像在植被分类处理上主要进行两方面的重点研究。第一种是将分类精度有效提升、第二种是将分类效率有效提升。但是现阶段主要是将湿地植被的分类精度做具体的研究，通过对不同的样本的SVM进行分类可以得知，在数量较少时，高光谱数据的分类精度将会小于多光谱数据，但是随着数量的增加，这种高光谱的数据分类精度会有明显的提升，但是在高光谱应用的样本数量通常会有一定的限制，因此在如此有限的情况下其分类精度会随着维数上升而下降，并且高光谱数据一般都与相邻波段的系数关系较为密切，其是一种具有高纬度和多特征特点的数据集，主要利用已知的光谱信息将植被的分类精度有效提升，进而通过这种方式将植物的维度降低目前植被特征的提取和植被特征的选择是被广泛应用的两种方法，并且创建的植被特征提取方法主要有植被成分分析法、光谱变换法以及光谱指数法，对黄河三角洲的芦苇以及怪柳作出研究分类，可以测出分类精度高达85%，并且通过此技术可以有效的将该植被信息有效提取出来，进而发现其红外波段中有植被的明显特征差异，实现湿地植被在物种方面的有效识别，经过相关数据表明，在植物种见一阶导数变换的红外范围以及二阶导数的变换范围和倒数的对数法在蓝光和红光范围内有着较好的区分度。

第二，高光遥感技术在植被生理参数反演中的应用。植物冠层生物物理变量会受到植被色素和植被形态结构等因素影响，进而利用高光谱遥感对植物的生理参数进行提取。

叶面指数。其是指在单位地表面上植物的叶片垂直投影面积的总和，一般会被应用在地表定量化和大气之间的物质能量交换中的检测标准。在实际进行高光谱检测时，一般的波长都在700到1300纳米之间，当叶面指数较低时，波长可以延伸到可见波长长度。高光谱遥感与传统多光谱遥感方法较为类似，其主要是将湿地植被叶面面积在一定的公式和理论下利用一定的方法进行叶面指数的确定，包括物理模型和缓和像元分解两种反演方法、在这其中物理模型可以将很多植物的参数反演出来，但是结果不太稳定，并且其估计精度的高低与相关的植被生物特性以及植被的各种结构相关;而混合像元分解方法可以将每一个端元单位占据像元的百分比计算精确，将叶面指数提取的数据误差有效减少，提升计算精度。

生物量。湿地植被的生物量可以有效将该区域的生态系统生产力和养分循环有效的表示出来，一般条件下不同植被的生物量也是不尽相同的，并且就算是在相同植被覆盖率上高度不同的植被生物量也是不同，因此只有利用高光遥感技术才能够对不同植被的生物量进行科学的估算，将湿地植物的原始光谱、微分光谱以及植被指数进行综合分析，进而确定植物的生物量。例如在芦苇研究中，地上鲜生物量与一阶微分光谱在蓝边、红边相关性较好;与冠层反射光谱在蓝光、红光及近红外波段相关性均较高;微分光谱在生物量反演的相关性较原始光谱的相关性好。因此在目前植被生物量检测过程中主要的方式就是数学估算模型，在各大反演模型中，只靠着单一波段的光谱很难将植被生物量准确的测量出来，因此利用高光遥感技术是现阶段测量植被生物量最佳的方式。

三、结束语

经过对黄河三角洲地区的环境和气候以及植被的分析，要想达到保护湿地植被的工作目标，必须对植被的生长特性和内部存在的成分进行科学分析，利用高光遙感技术对其内在的成分进行研究，进而根据植物的生长特性和生长特点进行制定针对性较强的保护促使，进而促进我国湿地保护工作的稳定发展。

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