干旱区植被光谱特征分析研究

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遥感是一门新兴的、蓬勃发展的学科,遥感技术的发展为各种地学应用提供了新的数据来源和探索宇宙空间的方式。在对遥感进行的各方面研究中,地物光谱特征的测量和研究是遥感理论研究的重要内容,也是各种遥感应用的基础。目前,对地物光谱的研究工作还不太成熟,有许多理论与实践的问题还有待进一步研究。因此,本论文的主要目的,其一是实地测量研究区内典型地物的反射光谱曲线并对主要地物,特别是植被的光谱特征进行分析;其二是由于研究区内特殊的天气环境,造成地物特别是植被上覆盖有厚厚的一层灰尘,这必然使得植被的反射光谱特征发生变化,从而使遥感影像的质量下降,因而本文采用噪声分析和滤波的方法对研究区的遥感影像进行了处理。希望本文所做的工作能对地物光谱的研究有所裨益。本研究以深处内陆盆地、典型的干旱区于田县作为研究试验区,主要进行了以下工作:采用美国CID公司开发生产的CI700便携式野外光谱仪,在2003年六月下旬和七月上旬,对研究区内主要植被和各种地物进行了地面调查及反射光谱曲线测量;并采用GPS定位方法使测量地点的位置与遥感影像精确配准;根据光谱仪测定数据的性质和特点,结合地面调查和其他现有数据,对实测光谱数据进行了处理;分析了植被的反射光谱曲线,对植被光谱进行了导数、“红边”等分析,对比了健康植被和非健康植被的差别,对研究区内的其他典型地物光谱特征也进行了分析;从光谱曲线的本身出发,提取光谱维特征模型,给出了控制干旱区植被光谱特征的七个特征位置,然后对模型进行了分析,给出了模型的一般应用和在植物长势评估方面的应用;根据实测反射率,结合ETM遥感影像,给出了研究区进行反射率与灰度值进行转换的经验公式,并得出了光谱矢量曲线;根据研究区的实际情况,用傅立叶变换和高斯低通滤波对遥感影像的噪声做出了分析和消除,增强了遥感影像的信息;最后,为了今后继续研究的方便,在对实测光谱数据进行处理的基础上,建立了小型的于田地区主要植被和地物的光谱库。本研究的工作成果对于干旱区的植被研究(如:生物量计算、作物长势评估、植被分类及制图等)、波段选择、遥感影像的处理等各个方面都有着重要意义。而且,新疆地区地域辽阔,大部分地区属于干旱区,本文选取于田地区作为研究区,主要对植被进行了光谱研究,对于新疆乃至干旱区的生态环境变化和改善也具有一定的现实意义。
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