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遥感技术在农业中的应用研究

作者:杨海鸥
来源:酷文网
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加入时间:2008-07-21
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(6)雪灾。冬春季降雪是影响我国北方农业发展的重要因子,过量而长期的降雪致使农作物冻死或返青过晚,严重地影响了农业的产量。尤为重要的是发生在草原牧区的雪灾会覆盖草场,造成家畜采食困难,导致大批家畜因饥饿、寒冷而死亡,严重影响着牧区草地畜牧业经济的发展以及牧民群众的生命财产安全。因此,及时准确地了解雪灾区域和灾情,对于指导农业抗灾救灾工作意义重大。雪灾发生后,地面被积雪覆盖,积雪和裸土、植被反射光谱的差异是利用遥感方法提取雪灾面积的基础。目前常采用NOAA气象卫星资料对雪灾面积和深度进行监测,因为可见光和 红外(NOAA气象卫星的CH1,CH2通道)积雪反射率明显高于裸地,而在中红外和热红外波段(NOAA气象卫星的CH3,CH4通道)积雪的热辐射率却低于裸土,其中CH1,CH4通道对积雪与云反映最为敏感,只选择其中一个通道的单阈值判断法和同时选择两个通道的双阈值判断法是目前有效地区别积雪区和裸地的常用方法[12]。可见光(CH1)和近红外(CH2)光谱通道对积雪的敏感性不同,随着积雪深度的变化,这两个波段的变化率不同,通过构建参数D12=CH1—CH2可研究积雪的深度的变化,当积雪开始消融时D12增大;对降雪不久积雪开始消融的湿雪,D12较高;此后,因裸露地表增加,CH1反射率降低,CH2反射率因植被的出现而逐渐增大,因而D12不断降低。在雪层厚度<25cm的干雪,D12与积雪厚度具有比较明显的正相关关系[6]。

4 农业资源调查具体实例分析
农业是遥感应用中最重要和最广泛的领域之一。下面引用了鄱阳湖湿地遥感调查实例,目的是体现遥感技术在农业资源调查具体应用。该实例是鄱阳湖湿地遥感调查,调查区位于鄱阳湖湖南岸.赣江北、 东、南支所在的新三角洲地带。这里是江西省南昌、余干和新建3县的接壤地区,位于北纬:28o49′—29o 02′。东经l16o13′—116o22′。主要涉及新建县的南矾乡、南昌县蒋巷乡玉丰村、余干县康山乡。
调查区处在我国东部季风区的中亚热带,为典型的亚热带季风气候(湿润地区),夏季盛行偏南风,炎热多雨;冬季盛行偏北风,气温低而降雨少;年平均气温17.6℃ ,最冷月(1月)平均气温5.1℃,最热月(7月)平均气温29.5℃ ;年均降雨量1450—1550毫米,多集中在4~6月。气温分布东南略高、西北略低.多年平均无霜期266天,平均初霜日11月24日,终霜日3月4日。
4.1遥感数据源
本次调查遥感数据源MOS—1卫星得到。M0S—1卫星是日本为有效利用地球资源和进行环境保护、运用国内技术研制的第一颗地球观测卫星,其高度为909km,绕地一周103分钟,重复覆盖地面时间间隔l7天。该卫星上载有3个传感器:多波段自扫描辐射计(MESSR),可见光和热红外辐射计(VTIR)和微波扫描辐射计(MSR)。其数据获取可通过日本国内数据获取站和国外的地面接收站,目前已被公众广泛利用。
MESSR可以4个波段成像,两个可见光、两个近红外,其成像系统由一个可见光系统和一个近红外系统组成,各自带宽100km,两个系统综台带宽185km.每个系统装备有2048个CCD。本次研究所获取的研究区数据为MESSR,时间为1993年1月29日。
MOS—1是海洋卫星,同时兼顾到陆地的运用,在湿地研究方面与常规TM数据相比具有如下特点:① M0S—1 MESSR各波段相当于美国陆地卫星TM的2,3,4,5波段,对植被具有较好的反映,时间分辨力也比TM稍高;② 虽然比TM的空间分辨率低,但其获取的费用也较低,只相当于TM的2/3;③50m的地面分辨力对都阳湖湿地这种景观的研究可以说是一种经济而又合适的选择,因为各种湿地类型一般都大于这个尺度;④ 比TM影像对水陆分布具有较好的反映。
4.2 区域特征
研究区地处赣江新三角洲前缘,沉积作用比较发育,多分布着第三纪岩系及第四纪沉积物(其下分布有白垩系紫红色泥质粉砂岩,泥岩)。
第四纪时(始于350万年前),新建县山川分布基本类似于现今状况,更新世时,气候冷暖交替,河湖相应涨落起伏,赣江摆动迁移,沉积了泥沙、石,扩大了冲积平原。据考证.全新世以来,研究区所在的鄱阳湖曾较长时间地发育河流景观,并在此基础上形成于全新世晚期(几百年前)[7]。
研究区属鄱阳湖滨湖地区。全区总面积约2.85 km2,区内最高峰为矶山,海拔45 m,最低处为滨湖,海拔l3 m。这里属侵蚀低丘岗阜地貌(南山和矶山)和滨湖堆积平原地貌两种类型;后者由赣江的河浸滩、河口三角洲组成的冲积平原和鄱阳湖湖积平原构成,地势平坦开阔,海拔15~20m,河湖港汊纵横交错。


研究区境内的河流,以赣江南支、中支、北支为主。赣江南支汉出的严家河、黄皮河位于研究区南部,贯穿区内东西;赣江东支分出的太子河横穿研究区的东北一西南方向;赣江北支汉支遍布研究区西北。它们和研究区内的泥湖、北甲湖、大沙坊湖、常湖、三湖、石湖、林冲湖等主要湖泊,洪水季节连成一片,枯水季节被草洲相隔,这些支流最终向北注入鄱阳湖。研究区内水位和水面的季节变化很大,4~7月为丰水期,10—1月为枯水期,其余月份为平水期。河流水量来自以雨水补给为主的赣江上游和长江大洪水的顶托。
4.3 研究区地物波谱与MESSR影像特征
湿地光谱反射曲线是在遥感影像上辨识湿地类型的依据。湿地反射光谱的研究为我们解译草洲、滩地、水体、湖水相对深度提供了理论依据。由于研究区多为湖滩草洲,在MOS—1假彩色合成图像上成红色调,与周围的湖水和砂地对比十分强烈。
    (1)湖区较高处为草洲湖草(非地带性植被),它们是枯水季节最先露出水面的,多为洪水季节的河漫滩,植被类型为苔草群丛,是鄱阳湖草洲中最主要的群丛,片状或环状分布,苔草普遍长势较好,地面覆盖度90%以上,在近红外反射率较高,因而图像上呈橙红色调;
(2)与草洲湖草相邻的是湖滩沙地,它们处于草洲边缘,湖水干枯后,地下水位迅速降低,因而在彩色红外片上呈白色;
(3)紧靠湖滩沙地的是湖泊的泥滩,由于湖水刚退,泥滩土壤湿度大,反射能量低,多呈暗褐—黑色;
(4)泥滩向湖泊中央,随湖水变深波浪变大,再加上湖边水生植被(主要是芦群丛,挺水而生)也有阻挡泥沙的作用,因而湖中因湖水含沙量大反射率高呈浅兰色,靠近湖泊边缘因水较清影像颜色反而较深一暗褐色,河流由于泥沙的影响也成蓝色调;
(5)水稻田庄稼已收割,但长有红花草,其在红外反射率显然不如草洲,因而呈斑状品红色。
(6)由岸边到湖中心,草洲色调呈现一个渐变的过程,经实地验证依次为纯橙红色的湿生苔草植物群丛、斑状品红—橙红色的挺水植物芦+获群丛(或芦+荻群丛)、斑状品红—浅兰色沉水植物马来眼子菜一黑藻等。转贴于 酷文网-论文下载中心 http://www.coolwen.net


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