摘 要:本文從遙感技術(shù)監(jiān)測(cè)濕地和植被指數(shù)法提取濕地植被信息兩方面,回顧了近年來(lái)濕地研究的成果。遙感技術(shù)明顯拓寬了濕地研究的手段和方法,在濕地信息提取方面得到廣泛應(yīng)用。文章在分析濕地研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,對(duì)未來(lái)研究趨勢(shì)進(jìn)行了展望。
關(guān)鍵詞:遙感;濕地;NDVI
1 研究意義
濕地是重要的國(guó)土資源和自然資源,是自然界最富有生物多樣性的生態(tài)景觀和人類最重要的生存環(huán)境之一。3S技術(shù)在濕地研究中的作用越來(lái)越大,定量提取、分析濕地信息的能力越來(lái)越強(qiáng)。研究濕地的形成原因與作用機(jī)制,可以為人類與生態(tài)環(huán)境的和諧發(fā)展提供依據(jù)。
2 研究現(xiàn)狀
2.1 遙感監(jiān)測(cè)濕地的研究現(xiàn)狀
濕地的遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)已經(jīng)成為有效監(jiān)測(cè)和管理濕地的重要手段。目前從遙感技術(shù)角度對(duì)濕地的研究,主要集中在以下幾個(gè)方面:
①不同空間分辨率遙感影像的濕地監(jiān)測(cè)。濕地監(jiān)測(cè)對(duì)遙感影像的空間分辨率有一定的要求。中分辨率的影像對(duì)于宏觀的、大區(qū)域的濕地監(jiān)測(cè)很有效。高分辨率的影像可以獲得較小尺度上的精確信息,特別是地物的幾何結(jié)構(gòu)和紋理信息更加明顯,常被用于濕地定量化研究。
②不同光譜分辨率遙感影像的濕地監(jiān)測(cè)。采用高光譜影像監(jiān)測(cè)濕地,一是提高對(duì)地物的識(shí)別精度,二是對(duì)微觀方面表現(xiàn)更強(qiáng),三是動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)方面也具優(yōu)勢(shì)。在濕地地物光譜特征的研究中,建立各濕地類型與光譜波段的光譜匹配模型,以提高識(shí)別的有效性。
③多時(shí)相遙感影像的濕地監(jiān)測(cè)。濕地中的水體、植被、土壤等要素具有季節(jié)變化的特征,根據(jù)濕地植被生境與季相的差異可以提取濕地信息。由于操作簡(jiǎn)單且實(shí)用是濕地監(jiān)測(cè)中的常用方法。
④微波遙感影像的濕地監(jiān)測(cè)。微波遙感具有全天時(shí)全天侯工作的優(yōu)點(diǎn),不受光照條件限制、能穿透云雨,并對(duì)植被和土壤具有一定的穿透能力,且成像面積大、分辨率高、靈敏度強(qiáng)。近年來(lái)國(guó)內(nèi)外學(xué)者開始研究基于微波遙感的濕地信息提取。
⑤融合多源遙感影像的濕地監(jiān)測(cè)。采用數(shù)據(jù)融合的方法或?qū)⒉煌跋竦膬?yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái),可以彌補(bǔ)某一種遙感影像的不足,發(fā)揮不同遙感影像的優(yōu)勢(shì),從而取得最佳的監(jiān)測(cè)效果。數(shù)據(jù)融合后能夠兼顧遙感影像的空間分辨率、光譜分辨率和時(shí)間分辨率,提高濕地監(jiān)測(cè)效果。
⑥濕地資源動(dòng)態(tài)變化研究。濕地動(dòng)態(tài)變化已成為濕地研究的一個(gè)熱點(diǎn)領(lǐng)域。有學(xué)者應(yīng)用3S技術(shù)對(duì)黃河三角洲濕地提取景觀生態(tài)學(xué)、地學(xué)特征數(shù)據(jù),并進(jìn)行量化模擬分析。
2.2 NDVI提取濕地信息的研究現(xiàn)狀
NDVI(歸一化植被指數(shù))是植被生長(zhǎng)狀態(tài)及植被覆蓋度的最佳指示因子,主要應(yīng)用在以下領(lǐng)域:
①NDVI與葉面積指數(shù)、生物量的估算研究。
通過(guò)遙感影像計(jì)算葉面積指數(shù),從而對(duì)濕地生物資源的分布、生長(zhǎng)狀況及其變化進(jìn)行估算,反演濕地植被的相關(guān)參數(shù)。
②NDVI植被覆蓋研究。
NDVI可以客觀反映植被的覆蓋和變化情況,探討植被與土地利用、氣象因子、人口等因素的相關(guān)關(guān)系 。
3 研究趨勢(shì)
3.1 遙感技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
①遙感平臺(tái)的多極化趨勢(shì)。在傳統(tǒng)遙感平臺(tái)基礎(chǔ)上,出現(xiàn)了無(wú)人機(jī)、生物(鳥類、昆蟲)等新平臺(tái),并搭載通用的數(shù)碼相機(jī)。這些新組合擴(kuò)展了遙感平臺(tái),豐富了遙感數(shù)據(jù)源,使得數(shù)據(jù)獲取更加靈活方便。
②研究尺度精細(xì)化趨勢(shì)。隨著空間分辨率的提高和高光譜遙感的發(fā)展,使地物識(shí)別和分類的準(zhǔn)確度再上一個(gè)新臺(tái)階。同時(shí)使?jié)竦匮芯恐袌D與譜的聯(lián)合分析成為可能。
③3S技術(shù)與濕地科學(xué)融合加深趨勢(shì)。新技術(shù)新方法對(duì)濕地科學(xué)的研究起到推動(dòng)作用。使用RS對(duì)濕地資源進(jìn)行調(diào)查、分類、統(tǒng)計(jì),用GPS進(jìn)行實(shí)地抽樣調(diào)查驗(yàn)證,通過(guò)GIS平臺(tái)進(jìn)行在線展示,實(shí)現(xiàn)信息查詢與共享,承擔(dān)信息化管理和提供決策支持。
④植被指數(shù)與氣候因子的相互耦合研究。NDVI與溫度、降水、風(fēng)向等數(shù)據(jù)相結(jié)合,進(jìn)行相關(guān)因子的耦合研究,分析植被響應(yīng)變化情況,研究區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展。
⑤濕地的動(dòng)態(tài)變化研究。研究濕地的變化規(guī)律,為濕地的認(rèn)識(shí)、保護(hù)和管理提供依據(jù)。這在生物多樣性、動(dòng)植物棲息地、基因庫(kù)保護(hù)方面作用更為突出。
3.2 黃渭洛三河交匯區(qū)域濕地研究展望
黃渭洛三河交匯區(qū)域東至河南省三門峽市,西到陜西省咸陽(yáng)市,南倚秦嶺,北到禹門口,是我國(guó)歷史上人類活動(dòng)最為強(qiáng)烈的區(qū)域之一。三河交匯區(qū)域濕地以黃河、渭河、洛河三河的水體、河床和河漫灘為主,是典型的內(nèi)陸河流濕地。
近年來(lái)濕地的研究區(qū)域大多集中于:濱海濕地、河口濕地、河源濕地、湖泊濕地以及敏感變化地帶,也有從歷史地理學(xué)和水利學(xué)角度研究本區(qū)域的河道變遷和水沙變化,而濕地方面的研究則相對(duì)較少。因此本區(qū)域濕地方面的研究有待加強(qiáng),以實(shí)現(xiàn)區(qū)域生態(tài)環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的和諧發(fā)展。
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作者簡(jiǎn)介:韓晨(1981-),男,山西汾陽(yáng)人,講師,碩士,地圖學(xué)與地理信息系統(tǒng)專業(yè),研究方向:遙感與地理信息系統(tǒng)應(yīng)用。