植物污染胁迫遥感监测研究综述

我国工农业在过去几十年内迅速发展,随之而来的是大批环境问题的涌现,其中包括工农业对植物的污染问题。由于需要监测的范围越来越广、监测的对象越来越多,利用遥感技术监测受污植物受到越来越多的重视。首先提出了影响植被光谱的主要因素有叶绿素含量、细胞结构以及水含量,分析了植物在受到污染胁迫时光谱特征的变化,进而介绍了当前遥感监测植物污染胁迫的主要指标：植被指数和红边参数,并对主要植物污染物--重金属和烃类物质污染应用进行了详细阐述。指出了找到合适的植被指数和利用合适方法精确提取植被红边是监测的关键。最后对用遥感技术监测植物污染提出展望。     

高光谱遥感反演土壤重金属含量研究进展

土壤重金属污染是当今重要的世界性环境问题之一。如何快速高效地获取土壤重金属含量及分布信息是进行污染风险评价及预测研究的前提。高光谱遥感具有无损、实时获取信息的优势,利用高光谱技术反演土壤重金属含量仍处于探讨阶段,对其反演机理和建模方法的研究成果进行了介绍和分析。认为充分研究不同类型土壤对重金属的吸附特性,是深入理解重金属含量反演机理的基础。加强不同土壤类型、不同污染程度的案例对比分析,发展光谱信号处理方法,引入非线性建模算法,构建重金属形态量反演模型,是土壤重金属含量遥感估算研究的重要研究方向。     

土壤-植物系统中重金属污染的治理途径及其研究展望

由于工业“三废”的排放,使农田遭受不同程度重金属的污染,重金属通过在作物体内富集进入食物链,对人畜健康构成了威胁。文章对土壤重金属的污染现状、治理途径及其原理、优缺点、可行性作了简要的回顾,对土壤重金属污染植物修复技术类型、原理、特点以及基因工程等现代生物技术在重金属污染植物修复技术中的应用前景作了进一步的展望,为实现对重金属污染土壤进行有效的生态整治与安全高效益的利用提供了新的技术途径。     

滨海盐土重金属含量高光谱遥感研究

高光谱遥感凭借其极高的光谱分辨率在获取有机质、矿物质等土壤组分定量信息的研究中表现出非凡的潜力。以如东县洋口镇为研究区,通过对土壤反射光谱的测量和同步的土壤化学分析,研究了土壤重金属Cr、Cu、Ni与土壤粘土矿物、铁锰氧化物以及碳酸盐之间的赋存关系。利用光谱一阶微分、倒数对数和连续统去除法对土壤光谱的处理,获得了土壤成分的特征波段,通过土壤重金属与土壤光谱变量的相关分析,并利用逐步回归分析方法,确立了3种重金属元素的最佳遥感模型。结果表明,研究区3种重金属与波长429 nm、470 nm、490 nm、1 430 nm、2 398 nm、2 455 nm处光谱变量具有很好的相关性,在所建立的逐步回归模型中,以一阶微分处理的模型精度最高。研究结果可以为高光谱遥感技术反演土壤重金属含量,进一步应用空间或航空遥感进行大尺度环境污染遥感、遥测信息提取和反演提供技术支撑。     

不同含水量黄棕壤反射光谱特征研究

采用多光谱辐射仪(MSR～16R)对自然条件下不同水分含量黄棕壤光谱特征进行了研究，试验结果表明在可见光部分(460～710nm)，土壤含水量与光谱反射率相关性差，而在红外部分(760～1650nm）土壤含水量与光谱反射率达到极显著负相关，模式方程拟合度都在0．86以上，因此通过测定土壤光谱反射率来推算土壤含水量是可行的。应用地面光谱测量试验的结果，本文讨论了由地面光谱测量来推算土壤含水量向由卫星遥感影像反演土壤含水量过渡的可能性，进而对采用TM遥感影像对黄棕壤分布区土壤水分状况实施遥感监测的可行性作了一些探访。     

浅析遥感光谱特征参量的原理及基本方法

概述了导数光谱、红边参数、光谱吸收特征以及光谱反射特征等遥感光谱特征参量的原理及基本方法,总结和分析了这些参量在植被领域中的应用动态,提出了遥感技术存在的问题及其应用展望,遥感光谱特征参量能够为植被理化信息的提取提供强有力的工具。     

金矿生物地球化学效应及遥感信息提取

在植被覆盖区,由于植物吸收了土壤和岩石中的矿化元素,致使植物叶体中的矿化元素含量、叶色素含量、水含量、叶面温度和细胞结构等发生变化,即引起了植物的生物地球化学效应,在遥感TM光谱信息上出现差异性。以广东河台金矿为研究对象,探讨了金矿生物地球化学效应的植物生理生态特征和光谱特性。根据这些特征和差异性,运用遥感图像处理技术,提取金矿生物地球化学效应植被异常信息特征,圈定金矿化遥感异常区,并在广东河台金矿外围地区进行了找矿实践,快速评价了两个金矿化遥感异常区。研究结果表明,利用遥感手段提取生物地球化学效应植被异常信息,应用于找矿实践具有快、准、省的优点,为植被地区寻找隐伏矿产资源探索出一条新路子。     

斑块状植被遥感检测研究进展

斑块状植被是世界上干旱—半干旱区常见的景观类型,对于它们的形成、结构和演替研究能够提高人们对干旱—半干旱地区生态系统动态及其重要的生态水文过程的理解,具有重要的理论研究意义和应用价值。传统的基于地面调查和长期定位观测的方法观测范围有限,已无法满足目前区域斑块状植被分布及其空间格局特征研究的需要。利用遥感技术快速重复获取大面积对地观测数据,已成为斑块状植被检测的主要发展方向。通过对近20 a斑块状植被遥感检测相关文献的综述,阐述了现有研究中使用的航空和高分辨率卫星遥感数据、基于像元的检测方法、基于对象的检测方法和基于形态学的检测方法,以及各自的局限性和优势。在此基础上,对今后斑块状植被遥感检测的研究方向进行了展望,应加强高空间高光谱分辨率卫星遥感数据和低空无人机高光谱和激光雷达图像的应用,重视面向粘连斑块的新型图像分割算法研发,以期进一步提高斑块状植被检测的精度。     

高光谱遥感城市植被胁迫监测研究

开发有效的城市植被胁迫监测方法对于林业资源管理和营造良好的城市生态环境具有重要意义。采用EO-1卫星过境广州市东边建成区所采集的Hyperion高光谱影像,通过选取合适的植被指数进行分类,以及混合像元分解获得植被丰度这两种方法进行植被胁迫的识别,对比两者实验结果表明:在植被信息提取中植被丰度的方法要比指数法可靠且精度高;通过地面光谱测量,说明基于植被光谱理论的丰度分析能更好地表示植被胁迫的特征,为城市林业管理提供定性和定量的研究应用。     

地植物遥感技术在找矿勘探中的应用

在综合80年代以来国内外地植物遥感技术领域最新研究成果的基础上,总结出地植物遥感找矿的基本原理,阐述了目前已知的植物光谱反射特征以及植物受压后所产生的反射率变化.影象色调异常,并介绍了近年来国内外在这一领域的十一个有代表性的研究实例。指出利用地植物遥感技术找矿的两个关键是:①揭示植物光谱反射特性的变化、植被覆盖区遥感影象色调异常与植物受压后产生的变异之间的关系;②确定这些变异是否是由烃类、重金属等矿产有关的“压力”引起的。最后,预测了地植物遥感技术发展的三种趋势:①进一步根据植物的光谱特性研究植物内部的生物化学过程以及压力对植物内部生物化学过程的影响;②开展以地植物遥感信息为主的多源信息综合研究,进行多种技术结合的找矿勘探;③研制新一代的窄光谱、超多波段的高光谱、高空间分辨力的地植物研究专用遥感器。     

高光谱图像无损压缩的DSP优化实现

高光谱遥感技术是当前遥感领域的前沿技术之一,由于高光谱图像的数据量巨大,因此对其进行压缩具有十分重要的意义。基于TI公司的TMS320DM642高性能DSP芯片,采用JPEG-LS压缩算法实现了高光谱图像的无损压缩,并针对DSP硬件特点对算法进行了深入优化,使其达到了较高的压缩速度,从而为高光谱图像无损压缩技术在遥感平台上的实时性应用提供了可能。实验结果表明,优化后的运行效率平均提高了20倍以上,且与通用计算机相比也有明显的优势。     

典型地物的光谱空间结构特征研究

地物光谱是遥感技术应用与研究的物理基础。本文提出将地物在光谱特征空间的几何点阵结构特征作为研究重点,着重分析植被、土壤、岩石的野外实测光谱数据的光谱空间结构特征,并对所测得地物的光谱数据进行光谱线性混合模拟,进而分析线性混合地物的光谱空间结构特征。对实测地物光谱数据空间结构特征的分析不仅可以指导遥感影像数据的分析与应用,而且也为遥感影像地物目标识别和矿化蚀变信息提取技术的研究提供更多的科学理论依据和新的研究思路。     

土壤重金属Cu含量遥感反演的波段选择与最佳光谱分辨率研究

高光谱数据以其高光谱分辨率和多而连续的光谱波段为预测土壤重金属污染提供了有力工具,但波段选择方法与光谱分辨率的影响不容忽视。利用实验室测定的181个土壤光谱样本数据,利用逐步回归法进行土壤Cu含量反演的波段选择,进而利用偏最小二乘方回归PLSR方法建模,分析了波段数对Cu含量反演的影响;此外,采用高斯响应函数重采样方法,探讨了光谱分辨率降低对反演精度的影响。实验表明,预测重金属元素Cu含量的最佳波段数为10个,模型可决系数R2=0.7523,拟合均方根误差RMSE=0.4699;预测Cu含量的最佳光谱采样间隔为32 nm,R2=0.7028,RMSE=0.5147。该结果可能为将来设计低廉实用的高光谱卫星传感器提供指标论证,为模拟卫星传感器波段预测土壤重金属含量提供理论依据。     

遥感技术在环境污染监测中的应用

环境污染遥感监测技术具有监测范围广、速度快、成本低,且便于进行长期的动态监测等优 点,是实现宏观、快速、连续、动态地监测环境污染的有效高新技术手段。介绍了应用于环境污染监 测的可见光、反射红外遥感技术、热红外遥感技术、高光谱技术以及微波遥感监测技术,并着重阐述 了遥感监测技术在水环境污染、大气环境污染中的应用。最后,指出了我国环境污染遥感监测技术 存在的问题和发展趋势,建议尽快发展我国的环境污染遥感监测技术,以满足我国环境污染监测的 需要。     

黑河综合遥感联合试验研究进展:水文与生态参量遥感反演与估算

介绍了“黑河综合遥感联合试验”在水文和生态变量与参数反演、估算和模型应用方面取得的进展。在水文变量遥感方面,利用车载双偏振多普勒雷达在黑河上游和中游分别开展了高精度降水观测,获取了后向散射系数和极化信息与降水强度之间的定量关系。在综合利用多源观测信息,改进和发展蒸散发估算模型方面取得了实质性的进展。发展了利用K和Ka波段机载微波辐射计数据反演山区积雪深度的方法。针对SAR观测数据反演土壤水分中地表粗糙度的显著干扰,发展了消除粗糙度影响的反演方法。在生态过程遥感参量估算方面,提出了一种基于机载激光雷达和高分辨率光学影像的高精度地物信息分类方法。发展了从高光谱航空遥感提取植被自然光照下的荧光,并与NDVI结合的C3/C4植被分类方法。发展和改进了使用多角度、多光谱观测反演叶面积指数的方法,挖掘了激光雷达在植被垂直结构探测上的潜力,探索了叶面积指数遥感中的尺度转换规律。发展了利用高光谱数据中的荧光信息反演光能利用率的新方法;建立了考虑土壤反射率、冠层结构等因素的光合作用有效辐射比率反演模型;改进了利用遥感估计生态系统生产力的模型。发展了利用高光谱遥感数据提取叶绿素含量和叶绿素荧光强度的方法。     

沙漠化遥感信息研究综述

在总结沙漠化土地遥感研究的基础上,对沙漠化土地遥感信息提取、沙漠化土地遥感评价指标等研究做了详细地论述,旨在探索一种有理有据而又满足当前和未来对沙漠化土地遥感信息分析的新思路。     

流域重金属生态风险评估WebGIS系统设计

针对流域重金属生态风险评价缺乏实时、有效的方法和监测技术的现状,利用遥感和气象数据构建合理、准确的评估模型监控决策流域环境状况,采集和收集研究区域流域内的气象遥感以及土壤重金属数据,并结合Hakanson潜在生态风险指数,构建流域重金属生态风险评估系统模型.运用Microsoft Visual Studio 2013、ArcGIS等开发平台以及WebGIS技术完成B/S架构系统开发,实现对流域生态环境的远程评估管理.应用结果表明,该系统实现了研究区域重金属含量分析、生态风险等级划分及评价等功能,能够提高研究区生态风险评价的实时性和数据积累结果分析的准确性.     

土壤侵蚀调查中的遥感应用综述

土壤侵蚀引起土壤肥力下降、土地退化及荒漠化和生态环境恶化等一系列区域性和世界性的重大环境问题。中国是土壤侵蚀最严重的国家之一。遥感是进行环境和灾害动态监测的有效技术手段。自从20世纪70年代以来．人们就开始应用遥感技术进行土壤侵蚀的调查。对遥感技术在土壤侵蚀调查中的应用方法进行概括和汇总，分别是影像判读法、指数提取法、图像分类法、光谱分解和正射影像DEM提法等方法，分析不同方法之间的优缺点以及它们各自的适用范围，并结合当前研究的热点问题，指出未来研究的重点及趋势。