遙感估產技術研究現(xiàn)狀與展望

1、遙感估產技術研究現(xiàn)狀與展望摘要遙感技術估產快速,減少了傳統(tǒng)估產方式的繁重工作,且增加了精準性。闡述了遙感估產的原理與建模根底及模型類型,對將來遙感估產技術進展了展望。關鍵詞遙感估產;類型;現(xiàn)狀;展望遙感起源于20世紀60年代,這是一種在一定間隔 上,應用探測儀器不直接接觸目的物體,從遠處把目的的電磁波特性記錄下來,通過分析,提醒出物體的特征性質及其變化的綜合性探測技術1。隨著遙感技術的開展,宏觀大尺度的估產越來越多地使用遙感方法,并結合地理信息系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng)等技術,可以構建出不同條件下植被的生長模型和估產模型2。遙感技術估產與傳統(tǒng)的估產方式相比,前者的工作量少,精準性更強,在實際應用中顯示

2、出了獨有的優(yōu)越性。前人做了大量有關運用遙感技術對作物、草地、森林及海洋生態(tài)系統(tǒng)的植被估產的研究。遙感估產已從試驗研究階段逐步進入到實際業(yè)務使用階段?，F(xiàn)討論有關遙感估產的原理及估產模型的根本類型。1遙感估產的原理及建模根底任何物體都具有吸收和反射不同波長電磁波的特性,這是物體的根本特性。一樣的物體具有一樣的波譜特征,不同的物體,其波譜特征也不同,遙感技術就是基于該原理,利用搭載在各種遙感平臺上的傳感器接收電磁波,根據(jù)地面上物體的波譜反射和輻射特性,識別地物的類型和狀態(tài)1。衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)具有高度的概括性,衛(wèi)星獲取的光譜植被指數(shù)反映了植物葉綠素和形體的變化3。大量的研究也說明,植物的葉面積系數(shù)、生物量

3、、干物重與光譜植被指數(shù)間存在著較好的相關關系4。因此,利用從衛(wèi)星獲取的植被光譜信息估測產量成為了可能。用于區(qū)域植物生物量估測的遙感模型根底是從光合作用即植被消費力形成的生理過程出發(fā),在建立模型的過程中,根據(jù)植物對太陽輻射的吸收、反射、透射及其輻射在植被冠層內及大氣中的傳輸,結合植被消費力的生態(tài)影響因子,最后在衛(wèi)星接收到的信息之間建立完好的數(shù)學模型及其解析式5。2遙感估產模型的類型20世紀70年代后期估產模型將遙感信息作為變量參加到模型中,建立了大量的遙感估產模型。理論上討論植物光合作用與植物光譜特征間的內在聯(lián)絡以及植物的生物學特性與產量形成的復雜關系等,方法上從單純建立光譜參數(shù)與產量間的統(tǒng)計關

4、系,開展到考慮植物生長的全過程,將光譜的遙感物理機理與植物生理過程統(tǒng)一起來,建立基于成分分析的遙感估測模型,使估算精度不斷進步6。由于研究對象的不同,選用的估產參數(shù)也不盡一樣,模型種類也較多,根本上可以分為2類7-8,即統(tǒng)計模型和綜合模型。2.1遙感統(tǒng)計模型目前,基于統(tǒng)計的遙感估產有3種技術道路:一是遙感光譜綠度值(植被指數(shù))-生物量關系形式。在對作物、草原、森林的估產中,這是一種常用的思路,但是該方法得到的遙感估產等級圖只反映衛(wèi)星攝影時的植物長勢和生物量的空間分布狀況;二是遙感光譜綠度值-地物光譜綠度值-生物量關系形式,即先分析實測地物光譜綠度值與生物量之間的關系,建立相應模型,再分析衛(wèi)星遙

5、感植被指數(shù)與地物光譜綠度值的關系,建立衛(wèi)星遙感植被指數(shù)與生物量之間的關系模型,最后利用光譜監(jiān)測模型和衛(wèi)星遙感監(jiān)測模型進展監(jiān)測與估產;三是遙感-地學綜合形式。該方法將氣溫、降水等環(huán)境因子引入模型,與遙感-生物量模型互相補充,克制各自存在的缺陷,可進一步進步估產精度。建立的統(tǒng)計模型有線性、冪函數(shù)、指數(shù)、對數(shù)等,回歸的方法也有一元回歸、多元回歸、逐步回歸等,得到的系數(shù)差異較大,并且應用也局限于建模的時間和地點,在很多情況下地面資料的數(shù)也影響模型的精度。2.2遙感綜合模型綜合模型借助遙感信息和植被信息、氣象因子等來建立,其包含了更多的信息量,可以更加準確地反映植被的生物物理參數(shù)。盡管這類方法前景廣闊,

6、但受到模型中大量的參數(shù)和變量獲取的限制(例如呼吸、衰老、光合作用、碳分配、凋落物的分解等),以及當物種的組成在時空上變化較大時出現(xiàn)復雜的、異質性的、冠層的描繪問題的影響,局部模型只適用于當時的研究區(qū)域,如何通過“尺度擴大來改良形式中的區(qū)域限制,更好地適應遙感信息的同化需要,也是亟需解決的一個關鍵問題。3展望遙感技術經過幾十年的開展,已經日趨成熟,遙感估產的優(yōu)點是可以得到長時間尺度和大空間尺度的消費力資料,因此它仍是將來消費力探測方法的開展方向。目前國際上對各類生態(tài)系統(tǒng)的估產模型有很多,建立的模型和所選擇的數(shù)據(jù)源并不是任何時期、任何區(qū)域都適用,應該根據(jù)研究區(qū)域的實際情況來改良生物量模型和選擇適宜

7、的遙感數(shù)據(jù)源?；谶b感技術的生物量估算需要運用多種技術,綜合多種方法,使估算模型到達最優(yōu)。新的數(shù)學方法的不斷探究和試驗是充分發(fā)揮遙感信息作用的前提和途徑,數(shù)量化理論、神經網絡方法、si理論、灰色系統(tǒng)理論、數(shù)值模擬等理論的嘗試將可能實現(xiàn)高精度定量估測。4參考文獻1梅安新,彭望琭,秦其明,等.遙感導論.北京:高等教育出版社,2001.2李海亮,趙軍.草地遙感估產的原理與方法j.草業(yè)科學,2022,26(3):34-38.3馮奇,吳勝輝.我國農作物遙感估產研究進展j.世界科技研究與開展,2022,28(3):32-36,6.4申廣榮,王人潮.植被光遙感數(shù)據(jù)的研究現(xiàn)狀及其展望j.浙江大學學報,2001,27(6):682-690.5張佳華.生物量估測模型中遙感信息與植被光合參數(shù)的關系研究j.測繪學報,1999,28(2):128-132.6趙英時.遙感應用分析原理與方法.北京:科學出版社,2022.7陶偉國,徐斌,楊秀春.草原產草量遙感估算方法開展趨勢及