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森林多光谱遥感

它比常规航空摄影获得的信息量大,是进行农林植物生长密度,植被种类与长势,土壤温度和水分,灌溉用水,森林和牧场的火灾探测,以及地质、地貌、水文和环境污染等方面遥感的较好资料。 几种树木的光谱特性曲线 多光谱摄影技术是60年代发展起来的一门新技术,它在可见光全色片摄影的基础上向红外线和紫外线两方面扩展,并通过各种滤光片和不同感光材料的摄影胶片的组合,在较宽的光谱范围内,分成若干窄的光谱段进行同步摄影。

应用各种窄波段电磁波,分别对森林内地物进行的遥感。它所获得的各个波段有效能的电磁波记录,增加了信息量,起到分别判读识别的作用。

理论基础

各种物质结构中分子、原子排列组合的差异,引起各种物质分子、原子之间不同的互相运动,从而形成对太阳辐射的光波反射和吸收的不同;这种不同不但表现在能量上,而且表现在各自的波谱带上都有所差异,特别是各种绿色植物在可见光各色光谱带及近红外波段上,均有明显差异(见图)。图上显示出了杨树、松树和落叶松的光谱特性。它们都是乔木,树叶是绿色的,只是深浅不同,在可见光波段的反射光谱亮度系数之差不超过10%,所以在远处从树木的颜色和形状上很难区分。但是在近红外波段上,它们各自对太阳光的反射光谱亮度系数相差很大,杨树的光谱亮度系数50%,松树是30%,而落叶松却只有17%左右。因此从它们的近红外0.6~1.1微米波段光谱亮度系数的差异上就很容易区分树种,在0.5~0.6微米红光波段也有较微小差异,这些差异正是多光谱遥感所能够区分出来的。为此,通过摄影和扫描等接收了客观的被摄物体各自存在的能量和波段上的差异,用光学、电子学的办法把这些差异有目的地进行影象增强和分类,就可达到识别树种和进行测算面积蓄积等定量工作。

实际应用

利用多光谱摄影系统或多光谱扫描仪所获得地物在不同光谱段上的影象,不仅可以根据影象各部分的形态和结构来判别地物,还可以用光谱特性的差别来区分地物。因此,它比常规航空摄影获得的信息量大,是进行农林植物生长密度,植被种类与长势,土壤温度和水分,灌溉用水,森林和牧场的火灾探测,以及地质、地貌、水文和环境污染等方面遥感的较好资料。

几种树木的光谱特性曲线

多光谱摄影技术是60年代发展起来的一门新技术,它在可见光全色片摄影的基础上向红外线和紫外线两方面扩展,并通过各种滤光片和不同感光材料的摄影胶片的组合,在较宽的光谱范围内,分成若干窄的光谱段进行同步摄影。由于各种物体对太阳辐射具有不同的反射特性,因而在用不同光谱段摄影或摄象时,在胶片上就呈现出各种不同密度的差异。根据胶片感光后的密度差异,应用多光谱影象显示器或多光谱彩色合成仪进行多光谱影象彩色合成。这种光学合成影象的信息大增,便于进行分析判读和测算工作。在多光谱摄影中通常使用4个镜头的摄影机,分别套上蓝、绿、红和近外红滤光片,从而获得相应于4个光谱段的4张黑白象片。若用其中的蓝、绿、红3个光谱段黑白象片进行彩色合成,就可以得到与彩色摄影相同的效果,再现该物体的本来颜色。如把近红外和另外任意2个或3个光谱段的正负黑白象片合成,则可得到各种假彩色合成象片。由于彩色影象增加了大量的彩色信息,从而提高了目视判读的精度。又因彩色影象显示技术和计算机数字图象处理系统的发展,应用图象模式识别技术对森林影象自动识别分类已成为可能。