山东省招远金矿区春季赤松林的植物地球化学和反射光谱特征

本文研究了山东省招远市台上金矿区与背景区赤松林的植物地球化学特征、赤松生长状况和光谱反射率特征的差异。结果表明，赤松对Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｐｂ等金属元素均呈强积累，赤松针叶中的Ａｕ、Ａｇ元素含量金矿区值和背景区值之比分别可达６和１８。重金属的过量吸收使金矿区赤松的生长状况变差，针叶内叶绿素含量减少，反射光谱特征明显变化。金矿区与背景区对比，赤松的红界蓝移幅度可达８—１２ｎｍ。随重金属污染程度的加重，近红外肩反射率值、叶绿素反射峰值与叶绿素吸收峰值之差均呈下降趋势，一阶导数谱７１０ｎｍ附近平顶斜率由正值变为负值，逐渐变小。反射光谱的这种变化规律可用以遥感探查赤松林下重金属矿藏。     

内陆水体藻类叶绿素浓度与反射光谱特征的关系

通过研究内陆水体反射光谱特征与藻类叶绿素浓度之间的关系,建立藻类叶绿素高光谱定量遥感模型。在实验地太湖地区,采用高分辨率地物光谱仪实地测量了湖水在可见光和近红外波段（３００－１１００ｎｍ）的反射光谱曲线,并且同时采样分析叶绿素、总悬浮固体物质浓度等水质参数。研究发现在叶绿素浓度较高时（〉５μｇ／Ｌ）,水体光谱反射比Ｒ７０５ｎｍ／Ｒ６７５ｎｍ、叶绿素在７００ｎｍ附近反射峰的位置等与叶绿素浓度有较好的     

粤西地区红土光谱特性研究

土壤中水分、有机质和氧化铁的含量对其光谱特征有很大影响。本文对粤西红土的有机质光谱指标、水分、氧化铁含量与 野外光谱特征进行分析。研究表明，在短波红外波段，水分含量与野外红土反射光谱关系最密切； 在近红外波段，氧化铁含量与 野外红土反射光谱关系最密切； 在可见光波段，有机质对野外红土光谱影响最大。     

水面菲涅尔反射对~761 nm叶绿素荧光估算的影响

叶绿素荧光是光合作用的有效探针,可用于海洋浮游植物的监测与定量评估。太阳诱导叶绿素荧光覆盖可见光—近红外650—800 nm,在～685 nm与～740 nm表现出两个形态不同的荧光峰特征。基于～685 nm荧光峰的叶绿素浓度反演算法较为成熟,但在高悬浮物和高叶绿素浓度的水体中,算法的有效性不足。基于叶绿素荧光在氧气吸收谱段(O2-A)的填充作用,水体遥感反射率光谱～761 nm峰值中包含有太阳诱导叶绿素荧光信号,能用于水体叶绿素浓度的估算,但该反射峰形态特征还取决于传感器的光谱分辨率。本研究基于不同光谱分辨率的大气吸收谱线特征,模拟了水体遥感反射率光谱(750—775 nm)上太阳诱导叶绿素荧光的信号响应特征;分析了利用遥感反射率(～761 nm)计算叶绿素荧光的原理,阐明了不同光谱分辨率条件下水体叶绿素荧光信号在反射光谱上的形态变化规律。采用水面以上测量法获取的离水光谱辐亮度,包含了水面的菲涅尔反射信号,由于真实的菲涅尔系数难以准确测量,这给基于～761 nm处遥感反射率峰值的荧光信号估算带来不确定性影响。研究表明,假定菲涅尔系数为0时,虽然～761 nm叶绿素荧光信号与其浓度具有较好的线性统计关系,但却带来较大的不确定性;这种不确定的影响,在低浓度叶绿素水体中表现明显,在高浓度叶绿素水体中,影响相对较小;准确估算菲涅尔系数,有助于减少这种不确定性影响。对基于遥感反射率～761 nm叶绿素荧光信号的深入探讨,将能推动未来水体叶绿素荧光的识别与利用。     

冬小麦冠层氮素的垂直分布及光谱响应

考察了田间条件下冬小麦主要生育阶段冠层氮素、叶绿素的垂直分布及其光谱响应。不同叶层的叶片含氮量按上 (冠层顶部向下至 1 / 3株高处 )、中、下层的顺序呈明显下降的梯度 ,全生育期不同土壤施氮处理平均 ,上、中层间相差 1 3 3% ,中、下层间相差 2 9 5 %。在生育前期 ,各层叶片的含氮量随土壤供氮水平增高而增加 ,但不同叶层间氮素的梯度相对稳定。到生育中后期 ,中、下层叶片间氮素含量梯度增大 ,且随土壤供氮水平增高而加剧 ,最大时可相差 4 5 3% ;冠层内叶绿素 (a b)含量的垂直分布规律与氮素含量的垂直分布相类似 ,但对土壤供氮水平的反应上表现出与氮素不尽一致的趋势。不同叶层的光谱特征表现为 ,在土壤低氮水平下 ,不同叶层间在红光波段、短波红外波段 (1 4 0 0nm— 1 80 0nm及 1 95 0nm— 2 30 0nm)的反射率差异显著 ,下部叶层的反射率显著高于上、中叶层 ,但在土壤高氮水平下 ,上述差异消失 ;在近红外平台处 ,不同叶层间反射率按上、中、下顺序降低 ,梯度分布特征明显。利用近红外波段的冠层反射光谱能够很好地反演中下层叶片的叶绿素含量     

水稻叶片不同光谱形式反演叶绿素含量的对比分析研究

通过对常优1号和武粳15两个品种水稻叶片的反射率R、lg(1/R)、反射率一阶微分（FD）和反射率归一化（BN）等光谱形式的测量和计算，分析了叶片光谱不同变化形式与叶绿素含量的相关关系，建立了统计方程，并进行了比较与评价，同时，对反演方程的最佳波段选择进行了探讨。结果表明，叶绿素含量与反射率一阶微分光谱方程的相关性最强，而采用lg(1/R)的光谱形式能够提高遥感反演叶绿素含量的效果。经验证，两个水稻品种叶绿素含量的模拟值与实测值的复相关系数R2分别达到0.641和0. 818。     

基于实测光谱的太湖水体表面离水反射率研究

水体表面离水反射率是研究水体光学特征的一个重要参数。以2008年11月10日、11日太湖水面实地光谱和水体样本为基础,探讨了蓝藻污染对太湖水体表面离水反射率的影响:蓝藻的存在提高了水体在近红外波段的离水反射率,使红波段出现了明显的吸收谷。通过FY-3A和MODIS卫星的通道响应函数,建立了卫星数据与水体表面离水反射率间的函数关系。在此基础上,利用MODIS卫星数据构建了比值指数(RI),利用该指数成功反演了2008年11月12日太湖水体叶绿素含量(R2=0.72),并获得了叶绿素含量的空间分布。这一结果为分析太湖水面光学特性、水质污染状况提供了重要依据。     

基于主成分分析和BP神经网络的法国梧桐叶绿素含量高光谱反演研究

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。     

基于实测光谱估测密云水库水体叶绿素a浓度

水中叶绿素a浓度是衡量水体初级生产力和富营养化程度的最基本的指标。利用野外便携式地物光谱仪对密云水库水体进行反射光谱测量并同步采集水样。通过分析叶绿素a浓度与光谱反射特征的相关关系,建立了叶绿素a反演模型。结果表明,利用单波段光谱反射率、光谱比值指数或微分光谱比值能够可靠反演叶绿素a浓度;但微分光谱与叶绿素a浓度相关性更高,更适用于密云水库水体叶绿素a浓度的高光谱反演。     

利用多时相的高光谱航空图像监测冬小麦条锈病

冬小麦发生锈病 ,叶绿素被大量破坏 ,水分蒸滕量大大增加 ,叶片细胞大小、形态、叶片结构发生了改变 ,从而改变了叶片和冠层的光学特性 ,使得遥感探测与评价成为可能。利用多时相的高光谱航空飞行图像数据 ,了解、分析和发现条锈病病害对作物光谱的影响及其光谱特征 ;设计了病害光谱指数 ,成功地监测了冬小麦条锈病病害程度与范围。对比 3个生育期的条锈病与正常生长冬小麦的PHI图像光谱及光谱特征 ,发现 :5 6 0— 6 70nm黄边、红谷波段 ,条锈病病害冬小麦的冠层反射率高于正常生长的冬小麦光谱反射率 ;近红外波段 ,条锈病病害的冠层反射率低于正常生长的冬小麦光谱反射率 ;条锈病冬小麦冠层光谱红谷吸收深度和绿峰的反射峰高度都会减小     

松毛虫灾害的TM影像监测技术

中国森林病虫害日趋严重 ,每年都造成巨大损失 ,其主要原因之一就是不能实现森林病虫害的及时准确监测与中长期预测预报 ,以便把灾害控制在萌芽状态 ,虽然目前科学技术和研究水平还不能准确预测森林病虫害的发生发展 ,但可以及时监测早期灾害点 ,尽力把损失降到最低限度。该文主要介绍了利用陆地卫星TM数据开展早期灾害点 (或虫源地 )监测的方法和利用航天遥感数据对“虫源地”实施的有效监测 ,为航天遥感技术用于重大森林病虫害的宏观监测和预警提供了实例     

马尾松LAI与植被指数的相关性研究

以福建省永安市区为研究区,计算IRS-P6(LISS-Ⅲ)多光谱数据的DVI、EVI2、MSAVI、NDVI、RDVI、RVI及TNDVI等7种植被指数,并与使用LAI-2000测量的马尾松叶面积指数(LAI)建立相关关系,分析植被指数对马尾松LAI的影响。从决定系数(R2)和标准误差两个方面对基于不同植被指数的LAI反演模型进行定量分析,反演模型包括线性模型、二次曲线模型、幂函数曲线模型和指数曲线模型4种。结果表明,马尾松LAI与植被指数呈指数曲线相关或幂函数曲线相关。反演马尾松LAI,最佳的统计模型是指数曲线模型和幂函数曲线模型,较佳植被指数为TNDVI、NDVI和RVI,其指数曲线模型和幂函数曲线模型拟合的R2均高于0.76,且验证结果R2均高于0.84,但RVI指数反演的模型标准误差相对较大。总体而言,TNDVI和NDVI的指数曲线和幂函数曲线模型对马尾松LAI具有较好的预测性。     

美国西部黄松叶面积指数与高光谱分辨率CASI数据的相关分析

本文介绍了美国俄罗冈州西部黄松的叶面积指数(LAI)与小型航空光谱制图成像仪(CASI)获取的高光谱分辨率数据进行的相关分析。在试验场地上使用LAI-2000植物冠层分析仪测得8个LAI值(0.87—2.72)。对CASI数据进行一阶和二阶微分处理,以减少土壤背景光谱对森林光谱的影响。使用逐步回归分析方法探索LAI与CASI数据的关系。由回归分析产生多元线性方程和相应的拟合度(GOF)及估计LAI的标准误(SE)。结果说明光谱微分技术能够提高LAI和CASI数据的相关性,因而可以改善LAI的估计精度。如,对于单通道LAI预测的最高GOF值是0.681,SE是0.345,而经一阶和二阶光谱微分处理后,GOF被分别提高到0.904和0.898,SE被分别降低到0.189和0.195.     

不同健康状况松针反射光谱特征分析

为利用高分辨率遥感影像实现大面积的枯死松树监测,本研究通过测量不同程度的枯死和健康松针的光谱曲线,结合GF-2遥感影像的波段范围分析其光谱特征与敏感波段,并借助28种光谱指数探究区分健康松树与枯死松树的适宜光谱指数。结果表明:近红外波段(欧氏距离为118.16)是识别枯死松树的最敏感波段。文中使用的28种光谱指数除R_(gre)-R_(blue)、R_(blue)/R_(nir)+R_(gre)、R_(blue)/R_(nir)+R_(red)、R_(blue)/R_(gre)、(R_(blue)-R_(gre))/(R_(gre)+R_(blue))和R_(blue)/R_(red)+R_(gre)这6种光谱指数外,其余22种光谱指数的J-M距离均超过1.90,表现出很好的光谱可分性。研究结果可为构建适用于GF-2遥感影像进行枯死松树监测的植被指数提供理论基础。     

Modeling the Potential Distribution of Pine Forests Susceptible to Sirex Noctilio Infestations in Mpumalanga,South Africa

Reducing the impact of the siricid wasp, Sirex noctilio is crucial for the future productivity and sustainability of commercial pine resources in South Africa. In this study we present a machine learning model that serves as a spatial guide and allows forest managers to focus their existing detection and monitoring efforts on key areas and proactively adopt the most appropriate course of intervention. We implemented the random forest model within a spatial framework to determine which pine forests in Mpumalanga are highly susceptible to S. noctilio infestations. Results indicate that a majority (63%) of pine forest plantations located in Mpumalanga have a high susceptibility (>70%) to S. noctilio infestation. A KHAT value of 0.84 and F measures above 0.87 indicate that the random forest model is a robust classifier that produces accurate results. Additionally, the use of the backward variable selection method enabled us to simplify the random forest modeling process and identify the minimum number of explanatory variables that offer the best discriminatory power and help in the empirical interpretation of the final random forest model. Overall, the results show that pine forests that experience stress caused by evapotranspiration and evaporation followed by rainfalls, especially during the summer months are more susceptible to S. noctilio infestations.     

山东招远金矿区赤松针叶反射光谱红边的季节特征

对山东招远金矿区进行了赤松针叶反射光谱红边 3个特征波长参量λpr、λpg、λog随季节变化规律的研究 ,结果表明 ,矿区相对于背景区 ,3个特征波长参量在全年内均呈现不同程度的“蓝移” ,当年生叶和去年生叶分别以秋季和春季“蓝移”最大 ,说明春季和秋季是高光谱分辨率遥感探测赤松林下金属矿藏的最好季节     

基于GIS的马尾松毛虫灾害空间扩散规律分析

主要利用GIS的空间分析技术 ,探讨了松毛虫灾害的发生发展与地形、道路、居民地等的相关关系 ,科学地验证了松毛虫常发区的地理分布、发展过程等经验知识 ,充分肯定和展示了GIS用于松毛虫灾害定量、定位预测预报的可行性。     

LiDAR不同强度校正法对樟子松叶面积指数估测的影响

机载激光雷达（LiDAR）强度数据在获取过程中受多种因素影响,各因素影响的有效量化及校正对机载LiDAR强度校正及应用具有重要意义。本文以雷达方程为基础,分别采用距离、入射角及距离和入射角对LiDAR点云强度进行校正,从中提取冠层总强度和强度比值两类参数,用于估测森林叶面积指数（LAI）,以期量化各影响因素强度校正对不同类型参数估测森林LAI的影响。结果表明：强度经距离校正能够提高森林LAI的估测精度,而强度经数字高程模型衍生入射角校正非但没能提高估测精度,反而降低了估测精度。强度经距离和入射角综合校正虽能提高森林LAI的估测精度,但结果却低于距离单独校正的结果。与此同时,对冠层总强度参数而言,强度校正前后森林LAI估测结果的差异较为明显,而对强度比值参数而言,强度校正前后森林LAI估测结果差异不大。综上可知,不同因素强度校正对森林LAI估测的影响不同,且影响程度与所用参数变量类型密切相关。因此,在未来强度应用研究中,应根据变量参数类型选择合适的校正方式,以避免不恰当校正造成的成本浪费及精度降低。     

Pinpointing the sources and measuring the lengths of the principal rivers of the world

Abstract

Cultures throughout the world are associating with the rivers. People depend upon the rivers and their tributaries for food, water, transport, and many other aspects of their daily lives. Unfortunately, human beings have not calculated the accurate lengths for the great rivers even today. The lengths of the rivers are very different in popular textbooks, magazines, atlases and encyclopedias, etc. To accurately determine the lengths of the principal rivers of the world, the combination of satellite image analysis and field investigations to the source regions is proposed in this paper. The lengths of the Nile, Amazon, Yangtze, Mississippi, Yellow, Ob, Yenisey, Amur, Congo and Mekong, with lengths over or close to 5000 km, were calculated using the proposed method. The results may represent the most reliable and accurate lengths of the principal rivers of the world that are currently achievable.