大学园区主要道路绿化树种滞尘效应研究

研究福州旗山大学园区不同交通要道典型绿化树种的滞尘效应,结果表明:不同树种叶片的滞尘效应差异显著,以红花羊蹄甲和芒果树为代表的行道树单位面积滞尘量分别为2.934 g·m~(-2),2.132 g·m~(-2),灌木树种三角梅、鸳鸯茉莉、夹竹桃和黄金榕的单位叶面积滞尘量分别为4.201 g·m~(-2),1.386 g·m~(-2),2.338 g·m~(-2),0.974 g·m~(-2);三角梅单位叶面积滞尘和单叶滞尘量均最高;各树种在不同道路单位面积滞尘量均表现为城市一级干道乌龙江大道次干道学府南路广贤路;滞尘量与各道路车流量呈显著正相关(R20.97,p0.05);树种差异对单位叶面积滞尘量的影响高于道路环境差异。     

新疆阿克苏市13种绿化树种滞尘量特征

分析了新疆阿克苏市水泥厂(污染区)和柯柯牙城郊防护林区(对照区)的13种绿化树种叶面滞尘量,运用ANOVA单因素方差的LSD比较13种树种叶面滞尘量的差异,结合类平均法(聚类分析),初步筛选出滞尘效果好、抗风沙能力强的适地树种。结果表明:13种绿化树种的叶面滞尘量可以分3类,第1类的滞尘量最高,包括法国梧桐,滞尘量为5.537~7.598g·m-2,可作为污染地区的绿化树种;第2类的滞尘量较高,包括桑树、圆冠榆,分别为3.427~5.174g·m-2、4.671~6.153g·m-2;第3类的滞尘量较低,包括新疆杨、垂柳、大叶白蜡、香梨、沙枣、樱桃、葡萄、杏和石榴等,滞尘量为0.736~3.483g·m-2。污染区树种叶片滞尘量明显高于对照区,差异显著(p0.05)。     

塔克拉玛干沙漠腹地不同种类植物叶面滞尘粒度特征

为了揭示不同种类植物叶面滞尘粒度特征,对塔克拉玛干沙漠腹地塔中沙漠植物园内10种阔叶植物的叶面滞尘和同一环境中集尘缸降尘进行取样,利用沉积物的粒度分析方法,研究了不同种植物叶面滞尘的粒度特征。结果表明：（1）植物叶面滞尘平均粒径为16～61 μm,以粉沙和极细沙为主,粉沙（65.85%）和黏土（7.77%）含量大于集尘缸降尘中的相应含量（32.01%,3.19%）;植物叶面滞尘分选性较差,分选系数为1.42～1.74;偏度属于近对称、正偏或极正偏;峰态中等偏窄,峰度值集中在1.019～1.375。与集尘缸降尘相比,植物叶面滞尘颗粒偏细,分选性偏差,整体正偏程度偏小,峰态偏宽。（2）10种植物叶面滞尘粒度也存在差异,平均粒径排序为灰杨<银沙槐<沙枣<小叶白蜡<沙冬青<枸杞<沙打旺<铃铛刺<胀果甘草<白刺,表明植物叶面对大气降尘的滞留和吸附具有很强的选择性,而这种选择性是植物叶面特性（是否有绒毛或褶皱等）、植物生活型（乔木、灌木、草本）以及与之相应的风沙流颗粒分布、近地表小气候特征等因素综合作用的表现。（3）粒度参数相关散点图表明10种植物叶面滞尘、集尘缸降尘沉积环境不同,而平均粒径与分选性对沉积环境变化响应最为敏感。     

基于NDVI与偏最小二乘回归的荒漠化地区植被覆盖度高光谱遥感估测

以星载高光谱影像Hyperion为数据源,系统比较了NDVI与偏最小二乘回归（PLS）估测荒漠化地区植被覆盖度的能力,模型的建立（n=46）与独立检验所用样本（n=10）均为地面实测数据。研究结果表明,基于星载高光谱数据的NDVI与PLS模型可以有效地估测荒漠化地区植被覆盖度。相比于宽波段NDVI（RMSEP=10.5618）及基于803.3/671.02 nm计算的标准高光谱NDVI（RMSEP=8.3863）,选择特定高光谱波段（823.65/701.55 nm）构建的NDVI预测植被覆盖度的误差明显较低（RMSEP=6.5189）。基于高光谱所有波段原始反射率、一阶导数及包络线去除光谱的PLS回归模型表现,要明显优于仅利用两个波段信息的NDVI,其中基于原始反射率的PLS回归模型表现最佳,RMSEP为4.4998,约为因变量平均值的23%。     

基于实测光谱的潮滩土壤含水量遥感反演模型研究

以王港潮滩为研究区,采集土壤样品,测量土样的光谱,分析不同含水量土壤的光谱特征;利用统计相关法,建立TM遥感影像各波段对应波长处的光谱反射率与土壤含水量之间的关系模型.研究结果表明,在干燥条件下,土壤颗粒越细小,土壤表面越光滑平整,土壤光谱反射率越高,随着土壤含水量的增加,土壤反射率呈下降趋势;波长越长,土壤光谱反射率与含水量的相关性越高,其中2 220 nm处的土壤光谱反射率与含水量具有最高的相关性;通过不同的波段组合,建立新的土壤含水量反演因子,其中由490 nm与2 220 nm处光谱反射率的差值建立的因子与土壤含水量具有较高的相关性;由单波段与波段差值因子建立的土壤含水量反演模型的预测误差分别为4.590和5.147,反演精度较高.因此所建模型可以用于获取潮滩土壤含水量的空间分布,能够为研究潮滩土壤含水量与潮滩地形地貌之间的关系提供数据支持.     

水分胁迫条件下棉花生理变化及其高光谱响应分析

利用ASD地物光谱仪,测定水分胁迫条件下棉花不同生育时期内叶片的光谱反射率,应用微分技术处理棉花的反射光谱,并结合棉花叶面积指数(LAI)、叶绿素(a b)含量(Chlt)、叶片全氮(TN)含量等生物参数进行分析,研究棉花水分胁迫情况下的高光谱特征,结果表明,一阶微分光谱720nm波段的数值与LAI的正相关(R=0．7656);750nm处一阶微分值与叶绿素含量呈显著正相关关系(R=0．7774);微分光谱690nm～740nm数值积分面积与TN含量呈正相关(R=0．7669),采用比值反射率对反射光谱1300nm～1500nm波段范围内最小值与棉花叶片的含水量作相关分析,达到极显著水平(R^2=0．8298),验证了一阶微分光谱数据与棉花的生理参数有很好的相关性,可见光和近红外波段光谱反射率能够反映出棉花生长发育的动态特征;证明了棉花的花铃期是高光谱遥感对棉花长势和生理参数定量诊断的最佳时期。本研究通过建立一系列线性光谱模型对棉花生理参数进行估测,为基于高光谱数据的棉花生长模型和棉花长势的遥感监测提供了理论依据。     

乐安江两支流河滩表层土重金属污染五节芒叶片光谱特征响应对比研究

为了解五节芒叶片光谱特征参数对河滩表层土重金属污染响应特征的流域差异,分别在乐安江两支流采集河滩表层土和五节芒叶片样本并测量五节芒叶片光谱.利用污染物富集因子和污染指数对两支流河滩表层土壤重金属污染状况和特征进行对比,并结合采矿点分布和矿种分析两支流河滩表层土污染成因.将五节芒叶片光谱特征参数、可见光波段反射率积分值(A1)和近红外波段反射率积分值(A2)分别与五节芒叶片中重金属含量进行回归分析,结果表明:1)大坞河五节芒叶片光谱特征参数对单一重金属Cu有较好的响应,而在洎水河五节芒叶片光谱特征参数受多种重金属共同影响.这与两支流河滩表层土重金属污染特征一致,并且重金属污染特征与采矿点分布和矿种关系密切.2)乐安江两支流五节芒叶片光谱特征参数均能反映流域河滩表层土的重金属污染规律.在今后的矿山环境调查中应将联系紧密的流域作为一个整体进行研究,加强流域对比.     

塔里木河流域中下游胡杨典型叶片光谱响应特征

光谱的研究是遥感模型构建的基础和前提。由于塔里木河两岸横向与纵向生态供水的差别,导致胡杨的生存环境有所差别。为了研究胡杨叶片是否对环境具有标识作用,选择中下游的5个实验点胡杨典型叶片作为研究对象,研究结果表明:①同一实验点不同树龄叶片在近红外和短波红外波段差异明显,而不同实验点不同树龄叶片光谱在波段1 270~1 290 nm和1 600 nm附近可以进行有效区分;而且随着距河道垂直向距离的增加"红边"呈"蓝移"趋势;②不同断面、不同实验点叶片在825 nm,1 270 nm和1 605 nm光谱差异较大,红边由中游到下游呈"蓝移"趋势;初变黄的叶片随着水分的流失光谱曲线在各波段有增大的趋势,当水分流失减速时,光谱曲线在400~1 000 nm之间时变化仍较明显。综上,胡杨叶片光谱具有可分性,对生存环境能够起到标识作用。     

新疆南部土壤有机质含量的高光谱特征分析

土壤有机质含量是衡量土壤肥力的一个主要指标,也是影响土壤光谱特性的一个重要因素,本研究以南疆地区的草甸土、灌淤土、盐土、水稻土、4种主要土壤类型为研究对象,通过野外调查取样和室内理化分析与光谱测试,研究了土壤有机质含量与土壤光谱特征的关系,结果表明土壤去有机质后光谱反射率不管在全波段还是在紫外、可见光和近红外波段都有明显的提高;反射率经不同形式的数学变换后与有机质含量的相关性有所变化,其中倒数与对数变换后在360~520 nm波段经倒数变换后相关系数有所提高,而在520~1 072 nm波段相关系数反而有所降低,而一阶微分变换后相关系数变化起伏波动较大,缺乏规律性,最显著的效果是个别波段相关性得到增强;利用光谱反射率与反射率的一阶微分均能较好的预测土壤有机质含量,反射率在600.5 nm处预测有机质的精度为72.3%,反射率的一阶微分在539.2 nm处预测有机质的精度为87.0%。     

基于多波段分析的无阈值自动光谱角制图分类法

对光谱角制图分类法进行改进,主要方法是在原影像的6个波段基础上,加入了K-L变换的前3个波段、K-T变换的3个波段(亮度、绿度和湿度)以及NDVI(归一化植被指数)信息将图像波段数增加至13个,增强了地物之间的光谱区分度(即类间方差);得到光谱角度图像后,提出一种无需阈值的地类确定方法,减少了人工参与,提高了判别精度和处理效率。     

腾格里沙漠典型植物含水率与地物光谱的关系分析

地物光谱特征不仅是遥感机理研究的重要内容,亦是遥感应用分析的重要依据。用ASD手持式光谱仪测定了腾格里沙漠10种典型植物的冠层光谱,对测得光谱数据进行包络线去除和一阶微分处理,并在实验室采用烘干法得到植物的含水率,运用相关系数法分析植物含水率与经包络线去除的光谱数据之间的关系,同时分析了不同含水率植物的红边特征。结果表明：研究区植物最大含水率为88.19%,最小含水率为37.34%;含水率与包络线去除的光谱数据在可见光（561~718 nm）和近红外（861 nm,894 nm）波段均存在极显著相关性,并建立了两者之间的回归模型,说明可见光近红外波段可以反映沙漠植物的水分状况;不同含水率植物的红边参数有所差异。     

Relationships between Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) and carbon fluxes of biologic soil crusts assessed by ground measurements

The aim of this research was to study the relationships between the biological soil crusts (BSC), spectral reflectance and photosynthetic activity. Twenty field campaigns, each lasting several days, were conducted during the 2002–2003 rainy season at sand dune and loess environments in the north-western Negev desert of Israel. Simultaneous measurements of CO₂ net exchange and spectral reflectance were carried out for several types of BSC. The Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) was derived from the BSC reflectance and correlated with their CO₂ exchange data. The relationship between NDVI and CO₂ exchange is discussed in detail with respect to environmental factors, such as soil water content, air temperature, and light intensity. Fairly good correlations were found in the rainy season. The NDVI was useful in indicating the potential magnitude and capacity of the BSC assimilation activity. Furthermore, the index corresponded well with different rates of photosynthetic activity of the different types of microphytes. The results demonstrate that spectral reflectances of the BSC can be related to photosynthetic activities and posseses the potential to assess the amount of carbon sequestration by these microphytes on an areal scale using satellite images.     

科尔沁沙地几种固沙植物光谱-生物量模型构建与分析

在控制背景反射噪音、植被盖度和水分含量的条件下,利用ASD光谱仪对科尔沁沙地4种主要固沙植物杨树(Populus spp.)、黄柳(Salix gordejevii)、小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)、樟子松(Pinus sylvestris)光谱反射特征和地面光谱生物量模型构建进行了研究.结果表明:科尔沁沙地4种主要固沙植物光谱反射曲线的趋势基本一致,但是在620～670 nm与841～876 nm波长范围内存在差别,其中在波长620～670 nm最易识别的植物为小叶锦鸡儿,其次是黄柳、杨树,在波长841～876 nm范围最易识别的植物为樟子松、杨树.不同植物的NDVI与盖度和生物量的关系密切,模型拟合精度较高.相对而言,NDVI-盖度模型优于NDVI-生物量模型.不同植物种构建的NDVI盖度模型计算结果相差较小,而NDVI生物量模型的计算结果相差较大.在区域植被生产力遥感监测中,植被样方选择要考虑优势植物种影响,数据采样要涵盖研究区主要植物种.     

土壤光谱特征分析及盐渍化信息提取——以新疆渭干河/库车河绿洲为例

土壤盐渍化严重制约土地生产力,实时监测土壤盐渍化有利于农业正常生产。选择新疆渭干河—库车河绿洲的光谱反射率数据,研究不同程度盐渍化土壤的光谱特征;并对绿洲所在的库车县的环境与灾害监测预报小卫星的高光谱数据进行盐渍化信息提取。提取步骤为：首先对土壤光谱反射率数据进行14种形式的变换,再与土壤含盐量进行相关分析、逐步回归分析,建立估算不同盐渍化程度的土壤含盐量方程,用均方根误差验证方程的精度;其次,建立植被和土壤波谱库;最后,在波谱库的数据基础上,使用波谱角分类法（SAM）对环境与灾害监测预报小卫星的高光谱数据进行分类。用同步实测数据对分类效果进行精度评价,效果较好,这一结果为今后该区域的高光谱应用奠定了基础,对区域农民耕作方式提出了警示,为区域可持续发展实践提供了参考。     

Effect of canopy cover and canopy background variables on spectral profiles of savanna rangeland bush encroachment species based on selected Acacia species (mellifera,tortilis, karroo) and Dichrostachys cinerea at Mokopane,South Africa

The proliferation of woody plant species on savanna rangelands (i.e. bush encroachment) degrades rangeland quality, thereby threatening the biodiversity conservation effort as well as pastoral farming. Hyperspectral remote sensing offers possibilities for discriminating encroaching bush species in support of management of semi-arid savanna rangelands. As a preliminary step towards establishing a spectral library of common encroaching species on savanna rangelands, the effect of canopy leaf cover, background dry soil and grass on the spectral profiles of the common encroaching species Acacia karroo, Acacia mellifera, Acacia tortilis and Dichrostachys cinerea was analysed. A sample of healthy mature plants in prime, full leaf condition was utilised at an encroached rangeland in Mokopane, South Africa. The spectral signatures were collected in-situ, using a field spectrometer pointed above the sample specimen canopies. The canopy and canopy background variables tended to modify the reflectance of the encroaching bush species in the near infrared (800–1300 nm) in which they were spectrally most separable. Canopy background dry grass tended to increase near infrared reflectance, while dry soil tended to reduce the spectral contrast among the species. These effects were reduced by high leaf content. In a thicket canopy structure, the overall reflectance tended towards the spectral profile of the more dominant species.     

土壤氧化铁光谱特征研究

土壤光谱反射特性的研究是土壤遥感的物理基础,土壤氧化铁含量影响土壤反射率。对采集的174个土样350~2 500 nm谱段的光谱数据进行分析,着重探讨下述3类光谱变量,寻找对土壤氧化铁含量敏感的光谱特征。1)原始光谱反射率及其各种变换形式;2)基于光谱吸收峰特征的变量,因为已知三价铁在870 nm附近有吸收峰存在,提取该吸收峰的面积、宽度、深度等变量;3)基于植被指数的变量,构建土壤氧化铁指数。研究结果表明,各类变量中土壤氧化铁指数对土壤氧化铁含量最敏感,建立相应的回归预测模型,模型拟合度R2为0.534。     

海岸带地区SPOT卫星影像大气校正方法比较及精度验证

为获得反演海岸带地区地表真实反射率的最佳大气校正方法,分别利用DOS、6S及FLAASH三种模型对SPOT卫星影像进行大气校正,对比分析校正前后影像的典型地物光谱曲线及NDVI指数的变化情况,并对结果进行精度验证。研究表明:三种大气校正模型均能有效去除大气对遥感影像的影响,获取较为准确的地表反射率信息;对比河流、水库、海水、植被、城镇、裸地等六种典型地物校正前后的光谱曲线,与DOS及6S模型相比,FLAASH模型校正结果中各地物反射率差别较大、特征明显,能较好的还原地表真实情况;NDVI指数检验显示,FLAASH模型对地物NDVI响应更强烈,在地物光谱响应特征分析等方面具有更强的优势,是三种模型中最适宜海岸带地区SPOT影像的大气反演方法。研究方法及结论可为同类研究提供参考与借鉴。     

基于红边位置的台湾相思树叶片叶绿素含量估测模型研究

在BRDF测试系统环境下利用ASD便携式野外光谱仪采集台湾相思树叶片光谱,并用UV2450-分光光度计对观测叶片进行叶绿素含量测定．对光谱数据采用不同算法获得红边位置变量,并与叶绿素含量进行拟合,构建用于估测台湾相思树叶片叶绿素含量的模型．结果表明,各种算法获得的红边位置变量用于构建模型估测叶绿素含量是可行的,其中,采...     

基于红边位置的台湾相思树叶片叶绿素含量估测模型研究

在BRDF测试系统环境下利用ASD便携式野外光谱仪采集台湾相思树叶片光谱,并用UV2450-分光光度计对观测叶片进行叶绿素含量测定．对光谱数据采用不同算法获得红边位置变量,并与叶绿素含量进行拟合,构建用于估测台湾相思树叶片叶绿素含量的模型．结果表明,各种算法获得的红边位置变量用于构建模型估测叶绿素含量是可行的,其中,采用5次多项武拟合算法精度最高．经平滑处理后的一阶导数法精度坎之．