干旱区盐渍土与盐生植物高光谱研究:以艾比湖湿地国家级自然保护区为例
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前言

高光谱遥感技术(Hyperspectral Remote Sensing Technology)起源于多光谱遥感,是20世纪80年代开始发展的一种新兴遥感技术,其突出的优势在于提供了丰富的地物光谱波段,较高的光谱分辨率可以解决许多在全色和多光谱遥感中无法解决的问题。高光谱数据所携带的光谱信息提供了区别地物光谱细微差别的能力,使许多原本在多光谱遥感图像中无法获取的光谱信息得以探测。高光谱的光谱分辨率为纳米级,成像光谱仪将成像传感器的空间表示与光谱仪的分析能力相结合,在可见光、近红外、短波红外以及中红外等电磁波谱范围内,可以为每个像素提供数十乃至数百个窄波段,从而产生一条完整而连续的光谱曲线,使地物的精确定量分析与细节提取成为可能,为人们对各种地物的分析提供了重要的依据。

随着高光谱遥感技术光谱分辨率的不断增加,人们对地物光谱属性特征的认知也不断深入,许多隐藏在狭窄光谱范围内的地物特性逐渐被人们发现,这些因素大大加速了遥感技术的发展,使高光谱遥感成为21世纪遥感技术领域重要的研究方向之一。与多光谱遥感相比,高光谱遥感提供了更加丰富的地物光谱,其较宽的波谱覆盖范围使高光谱数据处理时,可以根据需要选择特定的波段突显地物特征,为高光谱数据处理算法提供更多的地物原始数据,因此,高光谱遥感技术被广泛应用在矿物成分含量识别、植被识别与分类、植物的长势与化学成分估测、土壤调查、城市监测等方面,且取得了显著成果。

本书系统地总结了作者近几年来在高光谱遥感建模以及植被高光谱盐分估算等方面的研究成果,在介绍干旱区内陆湖艾比湖湿地的土壤与植被的盐分特征的基础上,重点对土壤与植被的盐分进行建模估算,基于最优化光谱指数进行了深入探讨。

全书共分上下两篇,内容涵盖土壤高光谱的特性以及建模方法、不同含盐量的植被的光谱特征以及不同季节的和不同纵带上的光谱特征等。上篇包括八个章节,第一章简要介绍关于土壤高光谱遥感的国内外研究进展以及研究目的和意义等。第二章介绍研究区状况。第三章介绍数据收集与分析方法。第四章介绍土壤盐分因子的特征分析及空间分布。第五章介绍基于地面光谱数据的土壤盐分因子反演。第六章介绍基于Landsat8 OLI的土壤盐分因子反演。第七章介绍基于窄波段与宽波段结合的综合指数反演,重点研究基于地面与遥感影像结合的综合指数反演。第八章为结论。下篇包括七个章节,第一章简要介绍关于植被高光谱遥感的国内外研究进展以及研究目的和意义等。第二章介绍研究区概况。第三章介绍数据来源与处理。第四章介绍艾比湖盐生植物叶片光谱特征研究。第五章介绍基于多元逐步回归模型的盐生植物叶片含水量高光谱估算模型研究,包括筛选参考指数、构建新指数、建模验证。第六章介绍基于BP神经网络模型的盐生植物叶片含盐量高光谱估算模型研究。第七章介绍结论。本书以主要篇幅论述土壤与植被高光谱特征以及高光谱建模的各种问题,对高光谱遥感处理的技术方法、经验建模、指数构建都进行了较为详细和全面的阐述。

本书是作者在承担国家自然科学基金本地优秀青年培养专项(U1503302)所取得成果的基础上撰写而成的。硕士张海威、李哲、井云清、王小平、张贤龙、朱世丹为本书的算法及试验数据的收集做了大量工作,在此表示感谢!另外,本书在撰写过程中,参阅了有关书籍和文献,同时向这些作者致以诚挚的谢意!

由于著者水平有限,以及研究内容跨度较小、编程软硬件条件差异大、涉及研究人员多等实际问题,因此在理论和技术方面还有很多不足,还未能将国内外更多的最新研究成果涵盖其中,衷心希望广大读者批评指正和不吝赐教,著者将在后续的工作中进一步改进。

著者