研究目的
为探究机载多光谱影像、星载高光谱影像及激光雷达数据在提取盐地碱蓬空间分布与估算其地上生物量(AB)方面的能力,以实现盐地碱蓬空间分布与地上生物量的制图。
研究成果
高光谱与激光雷达数据的融合为湿地植被分类和互花米草地上生物量估算提供了最高精度。多光谱影像单独使用则能以较低成本实现良好精度。该研究表明,结合光谱与结构特征可有效提升滨海湿地遥感应用效果,为未来监测与生态系统管理提供了参考依据。
研究不足
该研究可能受到大气、光照及地表条件的影响。激光雷达数据对短而稀疏的湿地植被(如互花米草)敏感性有限,且获取高分辨率遥感数据(尤其是高光谱影像)成本高昂、难度较大。若不加以调整,这些方法可能无法直接适用于其他植被类型。
1:实验设计与方法选择:
研究开展了四种遥感数据组合的对比实验,包括多光谱影像、高光谱影像、多光谱+激光雷达数据以及高光谱+激光雷达数据。采用的方法包括提取光谱特征(如植被指数)、结构特征(如激光雷达生成的冠层高度模型),使用支持向量机进行分类,以及多元线性回归估算AB值。
2:样本选取与数据来源:
野外采集数据包含2014年10月在中国盐城市大丰区获取的21个盐地碱蓬AB样本及100余个湿地植被物种(盐地碱蓬、互花米草、芦苇)类别样本。遥感数据包括赛斯纳208B飞机搭载的机载高光谱与激光雷达数据,以及昴宿星团1号卫星获取的航天多光谱影像。
3:实验设备与材料清单:
设备包括高光谱扫描仪(SPECIM AISA EAGLE II)、激光雷达系统(RIEGL LMS Q-680i)、GPS定位仪(Trimble Pro XXR)、高精度天平、钢卷尺,以及ENVI 5.3.1、SPSS 17和CloudCompare等软件。
4:SPSS 17和CloudCompare等软件。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:对高光谱与激光雷达数据进行预处理(辐射定标、几何校正、大气校正、点云滤波),计算植被指数与冠层高度模型,采用支持向量机分类,开展相关性分析,并通过交叉验证建立AB估算模型。
5:数据分析方法:
运用皮尔逊相关系数、正态分布检验进行统计分析,通过误差矩阵、Kappa系数、总体精度、R2、RMSE、估算误差、RPD和SSR等指标进行精度评价与模型评估。
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获取完整内容-
LiDAR System
LMS Q-680i
RIEGL
Collecting LiDAR data with laser wavelength 1550 nm, pulse repetition frequency 200 kHz, spot diameter ≤0.6 m, and sounding density ≥1.5 points/m2.
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Hyperspectral Scanner
AISA EAGLE II
SPECIM
Acquiring hyperspectral images with spectral range 400-970 nm, 64 bands, spatial resolution 0.8 m, and spectral resolution 10 nm.
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GPS Unit
Pro XXR
Trimble
Positioning field-collected samples with high precision.
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Software
ENVI 5.3.1
Exelis Visual Information Solutions Corporation
Used for atmospheric correction, image processing, and classification tasks.
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Software
SPSS 17
International Business Machines Corporation
Used for statistical analysis, including Pearson correlation coefficient calculations.
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Software
CloudCompare
Used for point cloud filtering and processing LiDAR data.
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Satellite
Pleiades-1
Acquiring multispectral images with panchromatic band (0.5 m resolution) and four multispectral bands (blue, green, red, near-infrared at 2 m resolution).
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Aircraft
Cessna 208B
Platform for airborne data acquisition, flying at speed 240 km/h and altitude 1200 m.
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High-precision Balance
Weighing wet weight of aboveground biomass samples.
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Steel Tape
Measuring average height of vegetation samples.
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