高光譜遙感森林應(yīng)用一直是植被遙感的主要領(lǐng)域，近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外相繼開(kāi)展了森林類(lèi)型識(shí)別、郁閉度和葉面積指數(shù)估測(cè)以及森林生物化學(xué)參數(shù)提取等方面的研究。本文簡(jiǎn)單總結(jié)了高光譜遙感在林業(yè)中的應(yīng)用.。

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1. 森林物種識(shí)別

植被光譜不僅具有高度相似性和高空間變異性，更具有時(shí)間動(dòng)態(tài)性強(qiáng)的特點(diǎn)，充分發(fā)揮高光譜遙感的獨(dú)特性能，將大大提高物種識(shí)別和分類(lèi)精度。森林物種識(shí)別是高光譜植被特征識(shí)別研究中備受矚目的應(yīng)用領(lǐng)域。森林樹(shù)種類(lèi)型識(shí)別的主要目的是提取森林樹(shù)種的專題信息，為劃分森林類(lèi)型、繪制林相圖和清查森林資源提供基礎(chǔ)和依據(jù)。

目前研究多集中在河湖、鹽沼、海岸灘等濕地生境的植被識(shí)別及制圖，即群落尺度的區(qū)分，由于受光譜數(shù)據(jù)庫(kù)不健全的限制，一般要結(jié)合地面調(diào)查來(lái)提取不同物種典型的特征光譜曲線。

數(shù)據(jù)源多采用A VIRIS，CASI、Hyprion等航空航天反射光譜數(shù)據(jù)，或高分辨率光譜儀實(shí)地測(cè)得的數(shù)據(jù)，通過(guò)波段組合、Logistic回歸、建立光譜信息模型等方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)主要物種、森林類(lèi)型乃至具體樹(shù)種的識(shí)別。也有學(xué)者借此對(duì)植被空間分布制圖、植被變化監(jiān)測(cè)進(jìn)行研究，均取得了與地面數(shù)據(jù)相當(dāng)好的一致性。

混合決策樹(shù)、專家決策樹(shù)法常用于農(nóng)作物的精細(xì)分類(lèi)，由于農(nóng)田、草原等生境物種組成相對(duì)簡(jiǎn)單，高光譜遙感與普通遙感手段相比優(yōu)勢(shì)并不明顯。因此在這些領(lǐng)域，高光譜更多應(yīng)用于草原生物量估算、農(nóng)作物理化信息提取等方面。.

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高光譜影像CASI和SASI. 森林樹(shù)種識(shí)別結(jié)果

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2. 冠層結(jié)構(gòu)特征識(shí)別

這方面工作的重點(diǎn)主要是針對(duì)混交林冠層，以及在區(qū)分藤蔓植物和樹(shù)種基礎(chǔ)上的冠層描繪。對(duì)于混交林而言，多樣化的尺度和反射特征、多層樹(shù)冠結(jié)構(gòu)以及冠層內(nèi)、冠層間的樹(shù)蔭

交錯(cuò)都給準(zhǔn)確描繪樹(shù)冠帶來(lái)重重困難。研究者試圖通過(guò)混合光譜分解、高光譜雙向反射分布函數(shù)等方法獲得植被冠層結(jié)構(gòu)特征，并取得了一些成果。但是，高光譜遙感對(duì)于密集的、多冠層區(qū)域的冠層結(jié)構(gòu)識(shí)別，精度還不是特別理想。在植被冠層結(jié)構(gòu)識(shí)別研究中，高光譜遙感還需要進(jìn)一步的研究。

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3. 生理生化特征識(shí)別

高光譜遙感在植被自動(dòng)識(shí)別、植被長(zhǎng)勢(shì)及其空間分布定量化、冠層植被營(yíng)養(yǎng)診斷、植被脅迫監(jiān)測(cè)與診斷等方面均得到了廣泛應(yīng)用。在森林樹(shù)種的生理生化特征識(shí)別中，主要涉及葉面積指數(shù)、生物量、水分含量、郁閉度、光合有效輻射、葉綠素、各種營(yíng)養(yǎng)成分(N、P、K 等)，(半)纖維、木質(zhì)素、淀粉和蛋白質(zhì)等。

Zaroc2Tejada等通過(guò)不同尺度下冠層光譜模擬，獲得了隨葉綠素含量變化的一些規(guī)律。發(fā)現(xiàn)MCARI/OSA VI能有效去除土壤背景對(duì)植被葉綠素含量估測(cè)的影響，利用MCARI/OSA VI植被指數(shù)進(jìn)行葉綠素(a+b)含量的估測(cè)可達(dá)到預(yù)想的效果。

Dury等的研究中，使用包絡(luò)線去除HYMAP遙感數(shù)據(jù)對(duì)桉樹(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)利用高光譜數(shù)據(jù)反演的氮含量估測(cè)值與同步實(shí)測(cè)冠層葉片的氮含量具有一致性。

宮鵬等利用CASI高光譜數(shù)據(jù)對(duì)美國(guó)俄勒岡州針葉樹(shù)的LAI進(jìn)行了估測(cè)實(shí)驗(yàn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)LAI與歸一化植被指數(shù)(NDVI)之間的雙曲線關(guān)系是估計(jì)LAI最合適的方法。

張良培等利用進(jìn)行一階導(dǎo)數(shù)運(yùn)算處理后的高光譜數(shù)據(jù)對(duì)生物量進(jìn)行估計(jì)，其結(jié)果很好地反映了地面的實(shí)際情況。

此外，我們還可以通過(guò)森林生理生化特性的識(shí)別得到不同森林樹(shù)種間的差異信息，利用這些差異信息進(jìn)行樹(shù)種類(lèi)型識(shí)別研究，可以更為有效地提高樹(shù)種類(lèi)型識(shí)別的精度。如Martin結(jié)合不同森林樹(shù)種之間特有的生化特性，將高光譜數(shù)據(jù)A VIRIS(航空可見(jiàn)光/紅外成像光譜儀)與簇葉化學(xué)成分之間建立關(guān)系，成功鑒別了10種森林類(lèi)型(紅楓、紅櫟、闊葉混交林、白松、鐵杉、針葉混交林、挪威云杉、紅松、云杉沼澤林及落葉闊葉沼澤林)。