三江源地区高寒冬季枯草遥感监测方法研究

摘要

冬季枯草是遥感监测服务的一个空白领域,通过揭示枯草的独特光谱特征、建立高寒冬季枯草监测技术方法等一系列针对高寒冬季枯草的研究,可推动高寒地区冬季牧草遥感监测新的服务领域与服务时段的发展,为青藏高原生态环境保护与管理提供创新性技术支持。基于2016年8月和11月青藏高原三江源腹地的玉树隆宝自然保护区两次野外观测试验,获取了72个鲜草与枯草样方的地面高光谱实测数据。枯草光谱特征的分析发现,在350—1350 nm的可见光至近红外波段,枯草反射光谱呈显著的线性分布特征,其反射率自350 nm处的1.5%线性增长至1350 nm附近约38%。枯草与鲜草光谱存在显著的差异性,枯草完全丧失了绿色植被红光强吸收、绿光强反射的光谱特征,其红光波段反射率约为鲜草的4.9倍,而绿光波段反射率也接近1.4倍,760—1350 nm近红外波段一致的高反射也不复存在。基于枯草独特的光谱特征,建立了基于MODIS卫星波段5与波段3归一化的枯草指数DGVI(Dead Grass Vegetation Index)。地面样本和卫星数据的验证表明,DGVI可有效识别枯草,其估算值与实测值相关系数达到0.68(P<0.05),且明显优于现有的常用植被指数,可用于冬季高寒枯草的遥感识别与生物量监测。