1、草地資源遙感技術(shù)調(diào)查方法：一是遙感技術(shù)基礎(chǔ)知識。遙感是20世紀(jì)60年代迅速發(fā)展起來的綜合探測技術(shù)，它以現(xiàn)代物理學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息論等新技術(shù)科學(xué)和地球科學(xué)理論為基礎(chǔ)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，遙感與地理信息系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng)相結(jié)合，被稱為3S技術(shù)，在草地資源研究中發(fā)揮著越來越重要的作用。遙感(RS)，遙感(RS):在不直接接觸物體的情況下，通過各種探測儀器從不同高度的平臺接收地球表面各種地面物體的電磁波信息，然后將電磁波信息傳輸?shù)降孛孢M(jìn)行處理，從而實(shí)現(xiàn)對不同地面物體及其特征進(jìn)行遠(yuǎn)程探測和識別的全過程。這個(gè)過程被稱為遙感技術(shù)。地理信息系統(tǒng)(GIS):基于地理空間數(shù)據(jù)庫，它及時(shí)提供各種空間和動態(tài)信息，以

2、分析和管理分布在某一地理區(qū)域的各種地球科學(xué)和社會現(xiàn)象和過程。它具有數(shù)據(jù)輸入、預(yù)處理、數(shù)據(jù)管理、空間查詢和可視化表達(dá)輸出等功能。全球定位系統(tǒng)是美國國防部開發(fā)的基于衛(wèi)星的無線導(dǎo)航系統(tǒng)。這些衛(wèi)星不斷發(fā)回準(zhǔn)確的時(shí)間和位置，并由全球定位系統(tǒng)接收器接收，從而判斷地面或附近物體的位置、移動速度和方向。3S技術(shù)集成，2。遙感技術(shù)調(diào)查的工作程序和方法。準(zhǔn)備，2 .圖像預(yù)判，3。解釋標(biāo)志的建立。地圖，5。現(xiàn)場驗(yàn)證，6?？偨Y(jié)，1。準(zhǔn)備，(1)收集和整理遙感信息源的航空照片：根據(jù)不同的攝影方法和攝影材料，有許多類型的航空照片。根據(jù)照片的傾角，分為水平照片和傾斜照片；根據(jù)所用的感光膠片，可分為全色膠片、黑白紅外膠片、紅

3、外彩色膠片等。確定觀測使用的航空照片的類型?？臻g圖像：根據(jù)傳感器的劃分方法、處理方法和光譜波段，空間圖像有不同的分類。常見的衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)有：TM、ETM；SPOT國稅局；Ikonos(Ikonos)；快鳥；中分辨率成像光譜儀；CBERS等，空間遙感信息，點(diǎn)擊每個(gè)衛(wèi)星圖標(biāo)進(jìn)入，Landsat 5，Landsat 7，Radarsat-1，ERS-1，2，JERS-1，CBERS-1，Spot，Envisat-1，IRS-P6，Ikonos，Quickbird，MODIS，空間遙感信息演示，2002年2月11日北京紫禁城QuickBird圖像，Credit 3360“DigitAl Globe”，

4、空間遙感信息演示，北京萬泉河大橋圖像采用Quick Bird全色多光譜3，2 空間遙感信息演示，2003年7月13日三峽快速鳥圖像，Credit:“數(shù)字地球”，空間遙感信息演示，2003年8月24日南海臺風(fēng)MODIS圖像，空間遙感信息演示，2002年5月16日意大利紅樹林快速鳥圖像，空間遙感信息演示，Credit 3360“歐亞空間成像”，2002年7月29日埃及阿斯旺大壩IKONOS衛(wèi)星圖像，空間遙感信息演示， 戰(zhàn)爭前后巴格達(dá)對比(Quick Bird image)，空間遙感信息展示，埃及金字塔，空間遙感信息展示，北京紫竹橋地區(qū)不同時(shí)期IKONOS衛(wèi)星圖像對比，2001年5月紫竹橋，2002

5、年10月紫竹橋，2003年10月紫竹橋，空間遙感信息展示，死海鹽池?cái)U(kuò)建，空間遙感信息展示，智利金、銀、銅礦開采，空間遙感信息展示，養(yǎng)蝦和紅樹林萎縮，1989年5月。 空間遙感信息示范，俄羅斯伏爾加河薩拉托夫地區(qū)春夏季作物生長和收獲調(diào)查，空間遙感信息示范，撒哈拉以南非洲灌溉農(nóng)業(yè)，1999年10月31日，2001年10月23日，空間遙感信息示范，沙塵暴監(jiān)測，在草原資源調(diào)查中，遙感圖像主要使用的是MSS，SPOT，TM，ETM，b遙感信息源是草地資源調(diào)查中常用的手段。(2)圖像屬性的分析和處理。識別圖像類型、波段組合、拍攝時(shí)間等。圖像處理(3)專題地圖的收集和整理、遙感圖像處理、專題地圖的數(shù)字化、地

6、圖信息提取、2)圖像預(yù)判、以及(1)閱讀專業(yè)材料以闡明圖像和預(yù)判對象之間的生物物理關(guān)系。(2)預(yù)判遵循“從已知到未知”、“先易后難”、“從宏觀到微觀”的原則。3。建立判讀標(biāo)志，這是圖像判讀和分析的基礎(chǔ)。使用視覺判讀時(shí)，可以根據(jù)圖像特征如色調(diào)、陰影、圖形、形狀和紋理與不同草原或土地類型之間的對應(yīng)關(guān)系，建立相應(yīng)的判讀標(biāo)志。計(jì)算機(jī)自動分析，通常通過模式圖，建立解釋標(biāo)志。雖然它已經(jīng)在數(shù)字圖像處理中得到應(yīng)用，但在技術(shù)上還沒有完全解決。(1)直接解釋標(biāo)志的應(yīng)用色調(diào)：注意時(shí)間變化(春秋兩季)和空間變化(生態(tài)地理區(qū)域差異)。形狀：農(nóng)田、河流、道路、居民區(qū)、森林等。紋理和圖案：灌木和草地的斑點(diǎn)紋理；侵蝕草地的蜱

7、粒結(jié)構(gòu)；重度鹽堿化草地的群體結(jié)構(gòu)。陰影：樹木和灌木的區(qū)別；山地雜巖分布類型解讀。(2)間接解譯標(biāo)志的應(yīng)用運(yùn)用生態(tài)學(xué)、地理學(xué)和草地類型學(xué)的原理分析圖形特征。草地類型解譯標(biāo)志，森林、冰雪、農(nóng)田、居民區(qū)、水域、道路、農(nóng)田、居民區(qū)、水域、道路2、密草、雜草、雜草、密草、草地類型，4張地圖，(1)解譯方法人工目視解譯和計(jì)算機(jī)輔助解譯；將人機(jī)交互解釋為圖形。(2)草原類型學(xué)原則指導(dǎo)下的解釋原則；區(qū)域生態(tài)自然地理分析；相關(guān)信息的規(guī)律性分析；草原季節(jié)相位和圖像時(shí)間相位分析；人類社會經(jīng)濟(jì)活動對草原的影響分析。(3)人機(jī)交互解釋和繪圖；(5)野外驗(yàn)證，結(jié)合草地資源的定性和定量分析取樣?，F(xiàn)場是檢查和核實(shí)室內(nèi)工作成果

8、、解決解釋難題的關(guān)鍵，從而保證調(diào)查結(jié)果的可靠性。驗(yàn)證內(nèi)容：邊界和現(xiàn)場內(nèi)容。(采用抽樣方法)，6。總結(jié)，(1)制圖總結(jié)基于地理信息系統(tǒng)軟件和野外全球定位系統(tǒng)定點(diǎn)調(diào)查，進(jìn)一步總結(jié)遙感信息的解譯結(jié)果，編制成圖。(2)數(shù)據(jù)整理：整理野外調(diào)查獲得的草地資源定性和定量數(shù)據(jù)。借助計(jì)算機(jī)和地理信息系統(tǒng)軟件，建立草地資源數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)各種地圖、數(shù)據(jù)、文字等信息的優(yōu)化管理。草地資源類型圖、草地資源配置圖、專題圖以及利用3S技術(shù)編制的各種專題圖。草地圍欄建設(shè)示意圖、草地承包示意圖、專題地圖、季節(jié)性草地分布示意圖、數(shù)字高程圖、三維曲面透視圖、三維遙感影像圖、屬性數(shù)據(jù)管理?；诘乩硇畔⑾到y(tǒng)軟件，開發(fā)研究了草地資源信息管理

9、系統(tǒng)軟件，將各種空間數(shù)據(jù)庫與屬性數(shù)據(jù)庫相連接，實(shí)現(xiàn)了圖文一體化，實(shí)現(xiàn)了草地資源的高效數(shù)字化管理。第三，草地遙感估產(chǎn)監(jiān)測技術(shù)，其工作目標(biāo)(1)闡明監(jiān)測區(qū)草地植物群落的季節(jié)和年度動態(tài)變化；(2)建立監(jiān)測區(qū)動態(tài)遙感監(jiān)測產(chǎn)量估算模型。(1)現(xiàn)場測定研究區(qū)樣方草地植物的生物量、高度和蓋度，明確植物群落的動態(tài)變化特征。(2)收集遙感數(shù)據(jù)，校正后得到全球定位系統(tǒng)點(diǎn)下的植被指數(shù)值。(3)結(jié)合地面數(shù)據(jù)和遙感數(shù)據(jù)，用數(shù)學(xué)方法分析了生物量、高度、覆蓋度和植被指數(shù)之間的關(guān)系，并建立了相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，工作思路，MODIS衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集，圖像校正，植被指數(shù)計(jì)算，野外測量，地面數(shù)據(jù)整理，產(chǎn)量估算模型建立，野外驗(yàn)證，精度評估，

10、驗(yàn)證模型，動態(tài)產(chǎn)量估算模型，垂直草地生物量反演，工作方法，1。地面選擇每種草地類型中有代表性的區(qū)域，確定20-30個(gè)11米樣方，包括：植物種類：記錄樣方中出現(xiàn)的所有植物的名稱。生物量：將樣方中的各種植物按其種類均勻切割，分別裝袋稱重。高度：隨機(jī)測量10種植物的自然高度。覆蓋范圍：采用針刺方法，每個(gè)樣本測量100次。遙感數(shù)據(jù)的采集和處理采集MODIS數(shù)據(jù)，并在EOS/MODIS投影軟件的支持下，對圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理、云檢測、等面積投影、云識別和區(qū)域制圖。根據(jù)公式：NDVI=(CH2-CH1)/(CH2-CH1)和RVI=CH2/CH1(其中CH2和CH1分別為近紅外通道和紅光通道的反射率)，計(jì)算

11、歸一化差異植被指數(shù)(NDVI)和比值植被指數(shù)(RVI)，然后將地面監(jiān)測的經(jīng)緯度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成Mapinfo格式，疊加在NDVI地圖和RVI地圖上，得到GPS點(diǎn)下的植被指數(shù)，3。建立產(chǎn)量估算模型的光學(xué)模型：Gj=gj(CH1，CH2)，Y=Yg(g1，g2)，其中j=1，2；CH1和CH2分別是地面上測量的光譜通道1和2；Gj是由jth算法模式計(jì)算的地面光譜綠度值；y是實(shí)測的地面草產(chǎn)量，g1=RVI，g2=NDVI 4。數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析：利用SPSS統(tǒng)計(jì)軟件對實(shí)測數(shù)據(jù)和各種植被指數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和相關(guān)分析，對各種實(shí)測數(shù)據(jù)和遙感數(shù)據(jù)選擇相關(guān)性較好的模型作為草地產(chǎn)量估算模型。草地生物量的點(diǎn)面反演根據(jù)動態(tài)產(chǎn)量估

12、算模型，再根據(jù)某一地區(qū)的點(diǎn)面監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，分析該地區(qū)草地植被的生長動態(tài)，建立生長季各月間植被指數(shù)產(chǎn)量區(qū)劃圖，反演垂直帶的草地生物量。2004年4-10月地球觀測系統(tǒng)/中分辨率成像光譜儀衛(wèi)星數(shù)據(jù)草地類型圖1:草地和草甸典型樣地10萬生物量測量數(shù)據(jù)4處理軟件：國家衛(wèi)星中心星地通公司“中分辨率成像光譜儀數(shù)據(jù)接收與處理系統(tǒng)”；ENVI4.0遙感圖像處理軟件；MAPGIS6.5國內(nèi)地理信息系統(tǒng)軟件；PHOTOSHOP7.1來自ADOBE公司的研究數(shù)據(jù)，利用EOS/MODIS 250 m衛(wèi)星數(shù)據(jù)，通過信息提取、預(yù)處理、幾何校正、太陽高度角校正等；結(jié)合前人獲得的植被指數(shù)經(jīng)驗(yàn)公式，計(jì)算了NDVI和RVI典

13、型草原不同季節(jié)的植被指數(shù)，并結(jié)合實(shí)測數(shù)據(jù)，采用統(tǒng)計(jì)回歸方法建立了不同季節(jié)不同草地類型的植被指數(shù)模型，在此基礎(chǔ)上，利用MVC(最大值合成)，制作了烏魯木齊市植被指數(shù)專題圖和植被指數(shù)變化趨勢圖，分析了烏魯木齊市草地植被指數(shù)(-)的時(shí)空變化特征。根據(jù)2004年5月、7月和9月的實(shí)測數(shù)據(jù)，選取了實(shí)測區(qū)域內(nèi)無云和包丟失的MODIS數(shù)據(jù)，并在ENVI基礎(chǔ)工具中通過Band Math命令對圖像進(jìn)行操作。具體操作公式如下：ch2和ch1分別代表近紅外波段和紅色波段。同時(shí)，在獲取的植被指數(shù)圖像上定義與測量點(diǎn)相對應(yīng)的子區(qū)域，并根據(jù)不同季節(jié)的植被指數(shù)模型記錄這些點(diǎn)，以每個(gè)像元對應(yīng)的實(shí)際位置的植被鮮重(g)為因變量，

14、以MODIS傳感器獲取的NDVI和RVI為自變量，擬合出EXCELL2000中相關(guān)系數(shù)最大的植被指數(shù)相關(guān)方程。注：*表示通過了0.01的極顯著性檢驗(yàn)；*為了通過0.05顯著性檢驗(yàn)、5.1.3實(shí)測值與反演值的對比分析，為了模型的應(yīng)用精度，我們將野外實(shí)測的草甸和草地地上生物量數(shù)據(jù)與模型的預(yù)測數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較。草地實(shí)測值與估算值曲線，草地實(shí)測值與估算值曲線，植被指數(shù)5.2時(shí)間變化特征，4-10月草地歸一化差異植被指數(shù)線圖，4-10月草地歸一化差異植被指數(shù)線圖，通過提取和分析4-10月實(shí)測樣點(diǎn)的NDVI值，可以看出隨著季節(jié)變化，草地和草地的最大平均NDVI值出現(xiàn)在7月， 從圖中還可以看出，草甸和草地的植

15、被指數(shù)隨時(shí)間序列而變化，且呈季節(jié)性變化。 無論是草甸草原還是草地，牧草的植被指數(shù)在4月和5月中旬逐漸增加，生物量也逐漸增加，在7月達(dá)到最大值。8月份，植被指數(shù)隨著牧草結(jié)果、果實(shí)成熟等生長季節(jié)在9月份開始逐漸下降，10月份明顯下降，進(jìn)入黃色休眠期。在分析典型地區(qū)植被指數(shù)時(shí)間序列變化特征的基礎(chǔ)上，提取了2004年4-10月烏魯木齊晴空合成圖，制作了烏魯木齊植被指數(shù)專題圖和植被指數(shù)變化趨勢圖。植被指數(shù)變化專題圖、植被指數(shù)變化趨勢圖，5.4分析研究區(qū)植被指數(shù)的時(shí)空變化特征，從植被指數(shù)變化趨勢圖可以看出，植被指數(shù)0.1-0.6值逐月的動態(tài)差異在5月最大，然后隨著月份的增加差異逐漸減小，7-8月差異接近于

16、零，變化最小，達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)；從9月份開始，差異向相反方向增加，即負(fù)值迅速增加，植被指數(shù)0.1-0.6的負(fù)變化在10月份達(dá)到最大值；植被指數(shù)0.6-0.9的差異在整個(gè)生長季沒有明顯變化。4.草地生態(tài)系統(tǒng)的動態(tài)監(jiān)測和管理，目標(biāo)是：及時(shí)發(fā)現(xiàn)草地生態(tài)系統(tǒng)各指標(biāo)因子的變化，及時(shí)對草地生態(tài)環(huán)境做出評價(jià)和對策。監(jiān)測內(nèi)容：1 .草地植被退化監(jiān)測是利用過去不同時(shí)期獲得的草地植被信息與最新信息進(jìn)行比較，找出植被退化的面積和程度，預(yù)測退化的結(jié)果和可能性。2.將通過遙感等手段獲得的草地荒漠化狀況、空間分布、荒漠化程度等信息與數(shù)據(jù)庫中的相應(yīng)信息進(jìn)行對比分析。依據(jù)一定的分析模型，對不同區(qū)域尺度上的草地荒漠化變化進(jìn)行評價(jià)，找出荒漠化面積和程度的特征，并對荒漠化的結(jié)果和可能性進(jìn)行預(yù)警。3.草地鹽堿化監(jiān)測通過遙感獲取草地鹽堿化面積、空間分布和動態(tài)變化的信息。分析了草原鹽堿化的自然