基于多角度高光谱遥感数据的高寒湿地植被生物量反演机理与模型研究

This project is detect the azimuth information of wetland vegetation by multi-angle observation technology，based on the study of similar spectral and spatial variability of wetland vegetation. The purpose is to establish the biomass estimation model of alpine wetland vegetation，combined with ground sampling measurement，using the hyperspectral techniques with its advantages on the plant identification. To explore the alpine wetland vegetation biomass inversion method of hyperspectral remote sensing based on multi-angle，it will provide strong technical support on grasping the wetland vegetation types biomass and its temporal-spatial dynamic distribution status in a large area，which will reveal the wetland ecosystem biomass and seasonal dynamics characteristics，provide the basic theory and method for studying on wetland ecosystem biological productivity and nutrient cycling energy flow as will as the response of alpine wetland to climate change.

在分析湿地植被光谱相似性和空间变异性的基础上，利用不同角度遥感影像的湿地植被方位信息及高光谱捕捉植被光谱特征细微差别的优势，研究多角度高光谱遥感数据与高寒湿地植被类型光谱特征之间的关系，揭示湿地植被光谱多角度反射特征与植被生物量的反演机理，构建湿地植被光谱多角度观测信息与高寒湿地植被生物量之间的关系模型，结合地面控制点的采样测量，完成研究区不同季相的湿地植被生物量的遥感反演估算，揭示高寒湿地植被生物量的时空分布规律；为研究湿地生态系统的生物量及其季节动态变化规律、湿地生态系统的生物生产力、营养物质循环和能量流动及高寒湿地对气候变化的响应特征等提供基础理论和科学方法。

湿地植被生物量，作为研究湿地生态系统物质循环的基础，反映湿地植被利用自然能源的能力及其生产力的高低，是衡量湿地生态系统健康状况的重要指标。本项目在分析植被光谱相似性和空间变异性的基础上，利用不同角度的遥感观测具有不同的植被方位信息，以及高光谱能捕捉植被反射光谱的细微差别等优势，研究了多角度高光谱遥感的湿地植被信息提取方法、研建了湿地植被生物量反演模型，分析了高寒湿地植被生物量空间分布特征。. 项目采用CHRIS多角度高光谱遥感数据，计算了窄波段NDVI的最佳波段组合；提取了最佳多角度融合影像的植被信息；用不同角度光谱反射率、窄波段植被指数、红边指数、主成分分量与湿地植被地上干、鲜生物量进行了相关性分析；以显著相关的植被指数为自变量，以地面植物样品实测的干重、鲜重分别为因变量，建立了湿地植被生物量干重和鲜重的一元回归模型。利用该模型，结合植被地表覆被类型，估算出研究区植被干、鲜生物总量；建立了植物地上-地下生物量关系模型，得出了研究区湿地植被生物量空间分布规律。. 项目发表学术论文6篇（SCI/EI收录2篇），出版专著2部，培养硕士研究生1名，取得软件著作权登记1项，获得专利授权2项。其中，《三江源湿地常见植物》一书整理汇编了三江源核心区高寒湿地常见植物，包括22个科、56个属、80种，可为科技工作者在野外调查中提供野外植物识别参考。项目研发的湿地植被生物量模型及分析方法等成果已在湖南洞庭湖湿地、云南拉市海湿地等区域的植被生物量监测中得到应用。. 项目研建的湿地植被生物量遥感反演模型，以及植被生物量鲜重、干重、地下根部和总生物量的分布图等成果，对于分析、掌握高寒湿地植被群落类型、植被生物量及其空间分布状况提供了理论依据，为揭示湿地生态系统的生物量状况及分布规律、湿地生态系统的生物生产力、营养物质循环和能量流动及高寒湿地对气候变化的响应特征等提供科学方法。