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相似文献
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1.
盐沼是中高纬度海岸带区域生产力极高的生态系统,不同种类盐沼植被提供的生态服务功能具有明显差异。围垦、互花米草入侵、海平面上升等人类活动和自然要素复合作用,导致中国海岸带盐沼植被结构和空间分布快速变化。现有光学遥感方法在海岸带区域受潮汐、云雾干扰严重;高光谱、LiDAR等数据方法难以大范围高时效获取盐沼植被信息。本文以长江河口为研究区域,提出了基于植被物候期多时相雷达后向散射特征优选的海岸带盐沼植被分类方法。采用Sentinel-1雷达数据,分析盐沼、潮间森林沼泽、光滩和水体的雷达后向散射全年时序特征。结合盐沼植被物候特点,基于分离阈值法计算典型盐沼植被月际后向散射特征间分离度。根据最优时序雷达分类特征,采用随机森林方法获取盐沼植被种类、结构和空间分布。结果表明:(1)全年VH极化后向散射均值能较好将水体、光滩、潮间森林沼泽与盐沼区分。(2)4月VV极化、11月VH极化与3月VV极化后向散射均值分别为海三棱藨草/藨草、互花米草与芦苇的最优分类特征。(3)基于年际和月际时序雷达最优特征和随机森林分类算法获得的盐沼植被总体分类精度达到85%,Kappa系数为0.80。相较光学遥感,雷达遥感影像可有效获取盐沼植被年际、月际时序雷达后向散射特征,准确得到海岸带盐沼植被空间动态,在海岸带研究中具有较好的应用潜力,可为海岸带生物多样性保护、湿地生态系统功能提升与生态环境管理等提供重要技术手段和数据支撑。  相似文献   

2.
根据现场测量,通过高分辨率航空图像提取崇明东滩潮沟的空间形态、植被类型及植被盖度指数。结合多时相卫星图像及海洋数值模式,利用水边线法及宽深比法反演潮沟沟底高程并构建了研究区潮沟三维地形,分析了植被对潮沟发育的影响。结果表明:1潮沟反演的均方根误差为0.545 m,且高潮滩反演精度高于低潮滩地区;2从低潮滩到高潮滩的潮沟深度先增大再减小,主要原因是高潮滩水动力条件较弱,加之植被根系的固滩作用,下蚀作用较弱,潮沟深度较浅,低潮滩由于水域开阔,水动力条件较弱,无植被覆盖侧蚀作用增强,潮沟变宽变浅;3潮沟深度空间分布表现出南深北浅的特征,崇明东滩潮沟密度与植被盖度呈现明显的负相关(r=0.560 4,p0.02),在高盖度植被覆盖的潮滩地区潮沟大多不发育,潮沟密度较低。潮沟长度与植被类型表现出较强的相关关系,在互花米草-芦苇群落为优势的区域潮沟长度普遍比以海三棱藨草群落为优势的区域长。  相似文献   

3.
入侵种互花米草的光谱分层分析方法   总被引:2,自引:0,他引:2  
针对互花米草的爆发式增长对沿海滩涂生物多样性和生态稳定带来了巨大的生态威胁的问题,该文以闽江河口互花米草和其他3种湿地植物的室内叶片高光谱数据为例,探讨互花米草与其伴生植物是否具有光谱可分性。采用一种分层分析方法对实测高光谱数据降维并选择出识别互花米草的最佳波段。首先,利用ANOVA对光谱数据降维,选择出互花米草与其他湿地植物光谱具有显著性差异的波段;其次,使用CART算法对ANOVA降维后具有显著差异的高光谱数据进一步降维,找到识别互花米草潜在的最佳波段;最后,利用J-M距离评估CART选择波段的可分性。结果表明:互花米草与其他3种湿地植物具有光谱可分性,其J-M距离均高于1.9;基于CART算法的入侵种互花米草的识别精度平均达到96.7%,高于传统方法的识别精度。该文成果将为航空或航天高光谱遥感监测互花米草入侵区提供参考。  相似文献   

4.
光谱特征匹配分类是常用的高光谱影像分类、识别地物的方法,针对高光谱影像提取植被盖度存在的问题,文章根据高光谱遥感影像处理的方法,采用EO-1卫星在广州市过境的Hyperion高光谱影像,以"广州南肺"万亩果园作为试验区,经过大气纠正——最小噪声分离变换(MNF)——最纯净像元指数计算(PPI)——提取植被的端元,以此作为研究区识别植被的参考样本,进行光谱特征匹配提取植被盖度。其中提出利用连续小波变换对参考端元的波谱曲线降噪的方法,旨在优化光谱特征匹配,以提高识别植被的精度。实验结果表明,这种辅助匹配的方法能有效提高识别植被的精度。  相似文献   

5.
光谱特征的选择对于湿地植被的识别精度和效率有直接的影响。本文以萨克拉门托-圣华金三角洲为研究区,基于Hy Map航空高光谱遥感影像数据,分析湿地植被的一阶微分和二阶微分光谱特征。在上述分析的基础上基于均值置信区间的波段选择法对一阶微分、二阶微分进行波段选择,根据获取的有效特征波段构建特征集,利用C5决策树分类算法产生规则集,并对实验区的湿地植被进行了分类研究。结果表明:湿地植被的一阶微分、二阶微分能够突出不同湿地植被光谱曲线在不同波段的增速不同,利用均值置信区间的波段选择法能够对特征波段起到降维效果,根据降维后的特征波段采用C5决策树分类算法,可以实现湿地植被在物种水平上的识别,并达到较好的分类精度。  相似文献   

6.
基于光谱特征的湿地湿生植物信息提取研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
基于湿生植物光谱特征分析,采用面向对象分类方法提取湿地典型植被信息。在大量的野外实地调查基础上,确定提取的典型植物类型为芦苇(Phragmites australis)、长芒稗(Echinochloa crusgallii)和睡莲(Nymphaeatetragona);采集湿地优势植物光谱数据,将优势植物与提取对象芦苇、长芒稗和睡莲的光谱特征进行相关性分析,获取物种间区分性好的波段及波段组合,参与影像分割权重的设置;根据典型植被的分布特征,确定面向对象分割尺度(其中芦苇的分割尺度为50,长芒稗的分割尺度为20,睡莲的分割尺度为100)。通过研究发现:基于光谱特征分析的面向对象的分类精度为96%,而未利用光谱特征的面向对象的分类精度为87.3%,传统监督分类精度仅为82.3%。证明在面向对象提取前对植物光谱特征分析得到区分性好的波段及波段组合参与分割,对提高分类精度起关键作用。  相似文献   

7.
石漠化遥感评价因子提取研究   总被引:9,自引:0,他引:9  
通过地面光谱试验,验证了植被指数和线性光谱分解方法提取石漠化遥感评价因子的有效性,并基于光谱吸收特征发展了石漠化综合指数(karst rocky desertification synthesis indices,KRDSI).结果表明,植被指数能够比较有效地提取绿色植被盖度,土壤背景对基于植被指数的喀斯特地区绿色植被...  相似文献   

8.
植被光谱库的构建对植被特征识别和生态环境监测具有重要作用.通用光谱库由于地区差异导致的不同植被光谱差异不明显,对定量遥感分析和植被精细识别分类造成较大的误差.首先,通过实地采集热带植被光谱数据,构建适用于热带植被监测和分析的Web波谱数据库,包含52种典型植被冠层和叶片光谱;其次,详细介绍植被光谱库开发框架,实现功能模...  相似文献   

9.
以内蒙古锡林河流域典型草原为研究对象,在群落调查和光谱观测数据的基础上,引入主成分分析方法(PCA)研究了与草场健康有关的各生物参数间关系,提出一种草场健康状况监测的新方法:(1)从包含12个反映群落各方面信息的变量中提取出3个有特定生态学意义的主成分,并进一步对其进行分析组合,得出一个能比较敏感、全面反映群落健康状况的新指标—草场健康指数(GHI);其意义在于:它不仅可以反映草场的生物量信息,而且可以反映群落的结构组成信息。(2)从6波段的植被光谱反射数据中提取出2个主成分:可见光因子和红外光因子,它们可以较好反映植被信息。(3)表征群落总量、放牧退化的主成分和GHI与植被光谱反射值有相当的相关性,由此得到GHI与可见光、红外光因子的回归模型。此模型可利用植被光谱较好地反映草场健康状况。  相似文献   

10.
准确的估算作物的生物量,对作物长势监测具有重要的意义。利用高光谱仪获取的冬小麦高光谱实测数据,通过植被参数分析、植被光谱吸收特征挖掘,构建了冬小麦生物量的高光谱估算模型。结果表明,基于光谱深度分析与偏最小二乘方法建立的估算模型的R2值为0.86,RMSE为0.0397kg/m~2,较基于植被参数的生物量估算模型,模型精度得到了大幅的提高。本研究证实了利用光谱深度技术可以准确地挖掘光谱数据的"红谷"波段与生物量之间的关系,从而实现冬小麦生物量估算精度的提高。  相似文献   

11.
利用TM数据快速提取含矿蚀变带方法研究   总被引:47,自引:5,他引:47  
马建文 《遥感学报》1997,1(3):208-213,224
热液蚀变岩类是在含矿热液作用下引起原岩化学成分和物理性质发生变化的结果,因此蚀变岩类往往与内生产矿产伴生,有时其本身就是含矿体。不同蚀变矿特级组合具有独特的光谱响应,但是光谱的反射和吸收产特征较弱称为遥感找矿弱信息标志。  相似文献   

12.
A field experiment was conducted to study the effect of vegetation cover on soil spectra and relationship of spectral indices with vegetation cover. Multi-date spectral measurements were carried out on twelve wheat fields. Five sets of measurements were taken during the growth period of wheat crop. Field reflectance data were collected in the range 350 to 1800 nm using ASD spectroradiometer. Analysis of data was done to select narrow spectral bands for estimation of ground cover. The ratio of reflectance from vegetation covered soil and reflectance from bare soil indicated that spectral reflectance at 670 and 710 nm are the most sensitive bands. Two bands in visible (670 and 560 nm), three bands in near infrared (710, 870 and 1100 nm) and three bands in middle infrared (1480, 1700 and 1800 nm) were found highly correlated with fractional cover. Vegetation indices developed using narrow band spectral data have been found to be better than those developed using broad- band data for estimation of ground cover.  相似文献   

13.
Abstract

This paper describes the first stage of an experiment aiming to evaluate the potential and limitations of MIVIS data for mapping the degradational state of soils in a sub‐scene of a southern Apennines study area (Italy). After radiometric rectification of the image data and the collection of a field/laboratory spectral library, linear spectral mixture modelling (SMA) was used to decompose image spectra into fractions of spectrally distinct mixing components. Spectral endmember selection was based upon a principal component analysis (PCA) applied to a set of soil spectra, collected from the spectral library. The resulting abundance estimates (fractions) trough SMA were then analysed to identify soil conditions and to obtain an improved measure of dry and green vegetation cover. A map of soil conditions and dry‐green vegetation abundance, based upon MIVIS data was then derived from normalised fractions of soil‐vegetation endmembers obtained from SMA.  相似文献   

14.
利用ASD便携式野外光谱仪和SPAD-502叶绿素计实测了落叶阔叶树法国梧桐叶片的高光谱反射率与叶片绿度,并对原始光谱反射率及一阶导数光谱与叶片绿度进行了相关分析;综合分析了10个常见光谱植被指数与法国梧桐叶绿素含量的相关性与预测性;最后利用主成分分析对光谱数据进行降维,将得到的主成分得分作为BP人工神经网络模型的输入变量进行了法国梧桐叶绿素含量的估算。结果表明:法国梧桐的叶片反射光谱数据与叶绿素含量的相关性在可见光区域显著,导数光谱数据在绿黄光区和红光区的部分波段与叶绿素含量的相关系数大于对应波段光谱反射率与叶绿素含量的相关关系。在所列举的10个常用植被指数中归一化植被指数与叶绿素含量的关系最密切,相关系数达到了0.7957。主成分分析的BP神经网络模型可以容纳更多的波段信息进行叶绿素含量的估算,预测值与实测值之间的线性回归的确定性系数R2为0.9883,是一种良好的植被叶绿素含量高光谱反演模式。  相似文献   

15.
ABSTRACT

We designed a unique hyperspectral experiment from the Earth Observing One (EO-1) orbit change to evaluate solar illumination effects over tropical forests in Brazil. Ten nadir-viewing Hyperion images collected over a fixed site and period of the year (July to August) were selected for analysis. We evaluated variations in reflectance and in 16 narrowband vegetation indices (VIs) with increasing solar zenith angle (SZA) from the pre-drift (2004–2008) to the EO-1 drift period (2011–2016). To detect changes in reflectance and shadows, we applied spectral mixture analysis (SMA) and principal component analysis (PCA) and calculated the similarity spectral angle (θ) between the vegetation spectra measured with variable SZA. The magnitude of the illumination effects was also evaluated from change-point analysis and nonparametric Mann-Whitney U tests applied over the time series. Finally, we complemented our experiment using the PROSAIL model to simulate the VIs variation with increasing SZA resultant from satellite drift. The results showed significant changes in Hyperion reflectance and VIs, especially when the EO-1 crossed the study area at earlier times and larger SZA in 2015 (9:05 a.m.; SZA = 59°) and 2016 (8:30 a.m.; SZA = 67°). Compared to the pre-drift period (10:30 a.m.; SZA = 45°), the SZA differences of 14° (2015) and 22° (2016) increased the shade fractions and decreased the vegetation brightness. PCA separated the pre-drift and drift reflectance datasets, showing shifts in scores due to changes in brightness. θ increased with SZA, indicating changes in the shape of the vegetation spectra with drift. For most VIs, the change-point analysis indicated 2015 (SZA = 59°) as the predominant year of detected changes. Compared to the EO-1 original orbit, the Plant Senescence Reflectance Index (PSRI), Anthocyanin Reflectance Index (ARI) and Structure Insensitive Pigment Index (SIPI) presented the largest positive changes during drift, while the Photochemical Reflectance Index (PRI), Visible Atmospherically Resistant Index (VARI) and Enhanced Vegetation Index (EVI) had the largest negative changes. The effect size of the illumination geometry on these VIs was large, as indicated by increasing values of the Cohen’s r metric toward 2016. The anisotropy of the Hyperion VIs was generally consistent with that from PROSAIL in the simulated pre-drift and drift periods. Focusing on structural indices, it affected the relationships between VIs and simulated leaf area index (LAI) at large SZA.  相似文献   

16.
基于中国农业科学院在呼伦贝尔草原实测的120组草地冠层光谱反射率及相应的叶面积指数(LAI)数据,在进行主成分分析(PCA)实现降维处理的基础上,利用径向基函数(radial basis function,RBF)神经网络方法对草地LAI进行了高光谱反演研究.PCA结果表明,前9个主成分的累积贡献率达到了99.782%,能包含原光谱数据的绝大部分信息.将120组LAI及相应的9个主成分样本数据随机分为校正集数据(90组)和预测集数据(30组),分别用于神经网络模型的建立和LAI的预测.所构建的神经网络模型的模拟结果表明,RBF神经网络模型对校正集样本的模拟准确率达到100%(RMSE =0.009 6,R2 =0.999);预测集样本的实测LAI和模拟LAI之间的均方误差和决定系数分别为0.218 6和0.839,取得了较好的模拟效果,有效提高了传统的多元线性回归方程(RMSE =0.416 5,R2=0.570)的计算精度.  相似文献   

17.
湿地是地球上最重要的生态系统之一,在维持全球生态环境安全等方面发挥着举足轻重的作用.由于湿地独特的水文特征,传统的湿地监测需要耗费大量的人力和财力,对于大尺度的湿地信息提取更是困难重重.随着大数据和云计算的兴起,为大尺度和长时间序列的空间数据处理提供了契机.本文基于Google Earth Engine(GEE)云平台...  相似文献   

18.
用卫星高光谱数据提取德兴铜矿区植被污染信息   总被引:24,自引:7,他引:17  
在深入分析研究德兴铜矿矿区植被光谱特征的基础上,利用美国EO-1卫星Hyperion高光谱数据,通过反演表征植物生理状态的光谱特征参数(红边位置和最大吸收深度)变异,提取与污染相关的信息,获取了矿山植被污染生态效应概况,为矿山污染的诊断和监测提供新技术和知识支撑。  相似文献   

19.
Hyper spectral remote sensing is widely used to identify ground objects as a result of the advantages of ground radiation intensity characteristics and spectral position characteristics, in which inversion of vegetation components is the difficult point and hotspot. In this study, Huma county of Heilongjiang Province was selected as the study area, the canopy spectra of four types of typical vegetation were measured in situ firstly, including mongolian oak, cotton grass, lespedeza and white birch. Then, on the basis of analyzing the canopy spectral characteristics and their parameterization, the spectral differences of different vegetations were located, and the parameterization method of characteristics identification was determined. Finally, Hyperion data were used to calculate the canopy albedos based on the bidirectional reflectance model of vegetation canopies, and to map the vegetation components in the study area by use of linear spectral mixture model. The results showed that inversion of vegetation components in high vegetation-covered area was accurate using the canopy albedos and liner spectral mixture model, and was identical with the field sampling, which validated the feasibility of canopy albedos and liner spectral mixture model for the inversion of vegetation components.  相似文献   

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