在植被調(diào)查中多光譜相機(jī)有哪些應(yīng)用

    目前隨著光譜傳感技術(shù)和圖像處理分析技術(shù)的日益發(fā)展,一體化程度和觀測(cè)精度也越來越高。無人機(jī)與光譜軟硬件的結(jié)合也越發(fā)純熟。在農(nóng)業(yè)、林業(yè)、資源、生態(tài)、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用。

    本文主要講一下多光譜相機(jī)在植被調(diào)查中的幾個(gè)應(yīng)用。我們都知道zui原始的多光譜照相機(jī)是在普通航空照相機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。它的原理是在可見光的基礎(chǔ)上向紅外光和紫外光兩個(gè)方向擴(kuò)展，并通過各種濾光片或分光器與多種感光膠片的組合，使其同時(shí)分別接收同一目標(biāo)在不同窄光譜帶上所輻射或反射的信息，即可得到目標(biāo)的不同光譜帶的照片。

1、多光譜相機(jī)在植被生長(zhǎng)狀況監(jiān)測(cè)上的作用

    在用多光譜相機(jī)做植被生長(zhǎng)狀況檢測(cè)時(shí)遙感圖像上的植被信息，主要通過綠色植物葉子和植被冠層的光譜特性及其差異、變化而反映的，不同光譜通道所獲得的植被信息，可與植被的不同要素或特征狀態(tài)，有各種不同的相關(guān)性，如可見光譜段受葉子葉綠素含量的控制，近紅外譜段受葉內(nèi)細(xì)胞結(jié)構(gòu)的控制、中紅外譜段受葉細(xì)胞內(nèi)水分含量的控制等。當(dāng)對(duì)多光譜遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行分析運(yùn)算時(shí)產(chǎn)生某些對(duì)植被長(zhǎng)勢(shì)，有一定指示意義的數(shù)值，我們稱之為植被指數(shù)。在指數(shù)中通常選用可見光紅波段，和高反射的近紅外波段。這兩個(gè)波段是植物光譜中zui典型的波段，而且對(duì)同一生物反應(yīng)的物理現(xiàn)象也截然相反。所以它們對(duì)增強(qiáng)或揭示隱含信息是有利的。另外對(duì)植被長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)的同時(shí)還可做葉面積指數(shù)、葉片氮含量、氮積累量等監(jiān)測(cè)。

2、多光譜相機(jī)在植被病蟲害上監(jiān)測(cè)的應(yīng)用

    當(dāng)植物受到病蟲侵害的時(shí)候，農(nóng)作物因缺乏營(yíng)養(yǎng)和水分而生長(zhǎng)不良，海綿組織受到破壞，葉子的色素比例也會(huì)發(fā)生變化，使得可見光區(qū)的兩個(gè)吸收谷不明顯，0.55um處的反射峰值按植物葉子被損害的程度而變低。近紅外出的變化更為明顯，峰值變低甚至消失，整個(gè)反射光譜曲線波狀特征不明顯。為此我們要在無人機(jī)上搭載可見光數(shù)碼相機(jī)和多光譜數(shù)碼相機(jī)兩套傳感器，分別來提供普通數(shù)字遙感圖和光譜影像，之后在經(jīng)過數(shù)據(jù)融合，來獲取高精度的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。它的特點(diǎn)是機(jī)動(dòng)性好、時(shí)效性強(qiáng),受大氣輻射影響小,空間分辨率高、數(shù)據(jù)量大、是傳統(tǒng)衛(wèi)星遙感所*的。

3、多光譜相機(jī)在植被水分監(jiān)測(cè)上的應(yīng)用

    水是萬物之源，生命之本，也是植物生長(zhǎng)過程中*的重要物質(zhì)之一。植被水分是農(nóng)作物生長(zhǎng)狀況的重要評(píng)價(jià)指標(biāo)，在做植被水分調(diào)查的時(shí)候，傳統(tǒng)的野外采樣調(diào)查存在著時(shí)效性，代表范圍有限，而且需要大量的人力物力，難以實(shí)現(xiàn)大范圍的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，隨著遙感技術(shù)的不斷發(fā)展。多光譜相機(jī)搭載無人機(jī)監(jiān)測(cè)，成功彌補(bǔ)了傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)的不足，具有時(shí)效性強(qiáng)、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)精度高，監(jiān)測(cè)范圍廣等特點(diǎn)。

4、多光譜相機(jī)在植被覆蓋分類上的應(yīng)用

    相對(duì)于雷達(dá)影像、高光譜影像,多光譜影像更易獲取,能夠同時(shí)滿足低成本、高時(shí)效、多尺度及多目的的植被分類。隨著和國(guó)內(nèi)一系列植被調(diào)查研究工作的實(shí)施,多光譜影像越來越普遍深入地應(yīng)用于各種植被覆蓋分類中,特別是高分辨率多光譜影像,給植被分類帶來新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。中低分辨率多光譜影像主要用于大尺度植被群落級(jí)的分類,對(duì)于植被物種級(jí)分類比較困難。高分辨率遙感影像能在較小的空間尺度上表達(dá)植被的細(xì)節(jié)變化,進(jìn)行大比例尺制圖,不僅能夠用于區(qū)域尺度的植被群落級(jí)分類,對(duì)于局部小尺度物種級(jí)植被精細(xì)分類更具潛力。法國(guó)Hi-phen公司的Airphen多光譜相機(jī)分辨率相對(duì)比較高，100米高空，分別率在4.76cm，對(duì)于植物群落級(jí)分類，可以輕松解決。