30、高光谱遥感应用：从草地到海洋与地质的多领域探索

高光谱遥感应用：从草地到海洋与地质的多领域探索

1. 草地应用

1.1 草地生物量估算

植被的生物参数在陆地生态系统研究中至关重要，涵盖叶面积指数、光合有效辐射吸收率、生物量、植被覆盖度等。其中，叶面积指数是关键的结构参数，不仅是地表蒸散模型的重要输入参数，也是决定生物量和产量的关键因素。光合有效辐射吸收率影响着净初级生产力、干物质积累和作物产量，同时也是地表能量预算和陆 - 气交换水文模型的重要参数。生物量指地表所有植物质量的总和，通常指干物质的重量，覆盖度则反映植被分布的稀疏程度和冠层扩展程度，取值在 0 到 1 之间。这些生物参数的反演主要集中在叶绿色反演、叶面积指数反演和水分含量反演等方面。

草地植被生物量监测是合理利用草地资源的重要基础。准确及时获取区域牧草产量及其时空变化特征，是实现草地资源合理、高效、可持续利用，判断草地生态系统完整性和可持续性的关键，也是保护和管理草地的重要条件。常用的草地生物量测量参数有 NDVI 和“红边”（REP）。随着高光谱遥感的发展，NDVI 有了更多表征植物信息的替代波段，但对土壤和大气环境变化过于敏感，而“红边”更为稳定。

以下是一些具体的生物量估算方法：
- 刘占宇等人的方法 ：使用高光谱模型方法估算草地生物量，通过比较单变量线性和非线性回归模型以及逐步回归模型的估算精度，确定以五个原始高光谱波段变量的逐步回归模型为最优模型，估计标准差为 0.404kg/m²，估计精度为 91.62%。
- Moses 等人的方法 ：比较偏最小二乘回归（PLS）、NDVI 和红边位置方法进行高光谱数据处理，最终证明偏最小二乘回归在