【摘 要】
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叶绿素荧光参数是反映植物光合作用的指示性探针,遥感技术与叶绿素荧光技术的结合能够实现对植物的快速、无损监测,对研究滨海湿地植物健康状况和湿地生态修复具有重要意义。本文以黄河三角洲和临洪河口滨海湿地为研究区,以盐地碱蓬为研究对象,以碱蓬冠层光谱和叶绿素荧光参数为切入点,以MATLAB、SPSS、Origin为辅助工具,通过统计分析算法和机器学习算法分别优选碱蓬植被指数和叶绿素荧光参数的遥感反演模型并
【基金项目】
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国家自然科学基金(41506106),海滨湿地盐沼植被盐分胁迫高光谱遥感响应机理研究;
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叶绿素荧光参数是反映植物光合作用的指示性探针,遥感技术与叶绿素荧光技术的结合能够实现对植物的快速、无损监测,对研究滨海湿地植物健康状况和湿地生态修复具有重要意义。本文以黄河三角洲和临洪河口滨海湿地为研究区,以盐地碱蓬为研究对象,以碱蓬冠层光谱和叶绿素荧光参数为切入点,以MATLAB、SPSS、Origin为辅助工具,通过统计分析算法和机器学习算法分别优选碱蓬植被指数和叶绿素荧光参数的遥感反演模型并评价,揭示两个地区碱蓬冠层光谱特性、叶绿素荧光特性及其它相关参数的特性,以期为探讨碱蓬对滨海湿地的适应情况提供理论基础。主要结果及结论如下:(1)两个地区碱蓬冠层反射光谱曲线形态和数值上存在差异。黄河三角洲滨海湿地碱蓬冠层反射光谱在480nm附近和640nm附近形成一个反射峰,在520nm附近、680nm附近形成一个反射谷,在750nm附近反射率值基本达到最大,750-800nm波段形成一个近红外反射平台,在840nm附近形成一个反射谷。临洪河口湿地碱蓬冠层反射光谱在550nm附近形成一个反射峰,在680nm附近形成一个反射谷,在750nm附近反射率值基本达到最大,770-900nm波段形成近红外反射平台。(2)两个地区Fv/Fm、Area、Tfm、Vi等4个叶绿素荧光参数均对碱蓬冠层反射光谱具有较强敏感性。黄河三角洲滨海湿地叶绿素荧光参数通过因子分析筛选出的8个具有较强敏感性的公共因子为:Fo、TRO/RC、Fv/Fm、Area、Tfm、Vi、PItotal、(1-Vj)/Vj;临洪河口湿地叶绿素荧光参数筛选出的8个公共因子为:TRO/CSO、DIO/RC、Fv/Fm、ETO/RC、Tfm、Vi、Ψo、Area。(3)叶绿素荧光参数Area在两个地区均与比值植被指数和归一化植被指数存在中度相关。黄河三角洲滨海湿地与Area相关的比值植被指数为:D486/D865,归一化植被指数为:(D530-D668)/(D530+D668);临洪河口湿地与Area相关的比值植被指数为:D773/D849,归一化植被指数为:(D877-D878)/(D877+D878)。(4)基于统计分析算法和机器学习算法构建了碱蓬叶绿素荧光参数遥感反演模型。统计分析算法中,黄河三角洲滨海湿地碱蓬叶绿素荧光参数最佳反演模型为:叶绿素荧光参数Vi和植被指数MTVI2构建的线性函数y=0.323x+0.611(R~2=0.813,RMSE=0.013);临洪河口湿地碱蓬叶绿素荧光参数最佳反演模型为:叶绿素荧光参数ETO/RC和植被指数D771-D840构建的线性函数y=0.523x+0.471(R~2=0.812,RMSE=0.006)。机器学习算法中,黄河三角洲滨海湿地碱蓬叶绿素荧光参数最佳反演模型为:叶绿素荧光参数Fv/Fm和植被指数D612-D849构建的PSO-DELM模型(R~2=0.982,RMSE=0.140);临洪河口湿地最佳反演模型为叶绿素荧光参数Area和植被指数D773/D849构建的PSO-DELM模型(R~2=0.942,RMSE=17.666)。该论文有图37幅,表19个,参考文献97篇。
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