滨海湿地水生植被高光谱特性和二向反射模型研究

气候变化影响气温和水温，海洋和大气环流，加大了飓风，强降雨发生的频率。自然条件下，滨海湿地可以调节、适应和降低灾害的破坏，对维持区域经济、保护生命和财产具有重要意义。然而，人类活动改变了湿地水文、生物地球化学循环，造成湿地退化，威胁着海岸区的生产和生活。要恢复滨海湿地生态服务功能，必须查清滨海湿地的现状。传统的调查方法成本高，而使用遥感调查由于受到背景水体的影响，造成分类精度低，反演失败等。本项目从高光谱和多角度出发，研究水体背景（包括菲涅尔效应造成的镜面反射、水体漫反射和土壤反射）对水生植被冠层的高光谱响应和二向反射的影响。通过研制BRDF自动观测装置，观测水生植被冠层多角度高光谱，建立和改进BRDF模型，分析水生植被的高光谱特征波段和波段组合，研究基于BRDF的水生植被理化参数（LAI、LAD、株高、含水量等）反演算法，为大面积滨海湿地监测和恢复提供方法和依据。

滨海湿地位于陆地和海洋交互地带，其生态系统不仅受到陆地环境的制约，还受到海洋环境的影响；既受到自然因素的控制，又受到人类活动的干扰。我国东部沿海地区经济发达，滨海湿地面积广大，我国滨海湿地位于不同的气候、水文、地质、土壤条件，其植被群落和动植物生境特性差异很大，做到对滨海湿地生态环境的调查，监测和保护，必须要精确、动态的掌握它们的分布、性质及变化。本项目研究了水体背景（具体包括水深、水体浑浊度、水体悬浮物、底质以及其他光学物质）对湿地水生植被冠层光谱反射率和二向反射的影响。项目构建了一整套湿地水生植被室内室外实验环境，设计开发了水生植被多角度观测装置，阐明了湿地水生植被辐射传输机理，获得了湿地水生植被随水位变化的规律，建立了湿地水生植被冠层光谱与水深的相关性。研究有助于增进对在植被冠层辐射传输中水体作用的理解，提高湿地植被的分类和植被参数反演的精度，增强湿地监测的精度和稳定性，为野外多角度观测仪器研制提供参考依据，为滨海湿地动态变化监测提供手段。