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第 12卷第 2期地球信息科学学报 Vol 12, No 2
2010年 4月 JOURNAL OF GEO INFORMATION SC IENCE Ap r , 2010
基于 Landsat TM 和 ENVISAT ASAR数据的
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鄱阳湖湿地植被生物量的反演
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王庆 1, 2 , 廖静娟 1
(1. 中国科学院对地观测与数字地球科学中心, 北京 100101; 2. 中国科学院研究生院, 北京 100049)
摘要: 作为湿地生态系统的重要组成部分, 湿地生物量是衡量生态系统健康状况的关键指标。由于光学遥感对植
被垂直分布探测的局限, 使得植被指数反映生物量变化的灵敏度下降。利用 C波段 SAR反演生物量时, 对于低
中等生物量, 含水量高的湿地地表的后向散射对总雷达后向散射的影响会在雷达图像上出现类似光学遥感中“异
物同谱”的现象。本文用光学遥感中 NDV I、RV I和 DV I三种植被指数对生物量变化的敏感性, 利用改进的 M IM
ICS模型, 对湿地植被各散射分量进行模拟分析, 建立符合湿地植被类型的各散射分量模拟数据库, 以 Landsat
TM和 Envisat ASAR交替极化数据为基础, 选择植被指数 DV I = 0 45为阈值, 将湿地植被分割为低叶片密度植被
区和高叶片密度植被区, 分别应用统计回归模型和半经验微波散射模型, 对两个区域植被生物量进行反演。最
后, 得到整个鄱阳湖湿地生物量为 2 1 × 109 kg。研究表明, 对于生物量动态范围较大的地区, 采用光学和雷达遥
感相结合可以有效地提高湿地植被生物量反演的精度, 克服光学遥感探测植被垂直分布能力有限和雷达遥感受背
景影响大的不足。
关键词: 湿地; 生物量; 植被指数; 后向散射系数; 散射模型
1 引言主成分变量与实地量测数据的线性关系模型进行
了生物量信息的估算, 反演出了沉水植物地上部
湿地作为地表各圈层相互作用的关键地带, 分的生物量; 黎夏[ 4 ] 等人在建立雷达后向散射系
是全球环境变化的敏感区和生物多样性最丰富的数与红树林湿地植被生物量间的估算模型基础上
基因信息库。湿地植被是湿地生态系统的重要组运用遗传算法确定了模型中的参数, 并反演了珠
成成分, 在维持生态系统结构和功能方面起到十江三角洲地区的红树林生物量。Moreau等[ 5 ] 应用
分重要的作用。其中, 湿地植被生物量是指单位 ERS数据在内陆、水岸边和山间高原地区建立了
面积湿地范围内存在的湿地植物的总重量, 常以植被生物量湿重(HTB )和干重(DTB )与雷达后向
湿重或干重表示。散射系数间的对数回归模型, 获得了研究区域的
基于传统方法进行湖泊湿地植被生物量估算生物量。COSTA 等[ 6 ] 应用 Radarsat 1和 JERS 1数
时, 存在费时费力, 受干扰因素多, 估算精度低据结合野外测量数据对亚马逊下游的水生植被生
等缺点。随着遥感数据源的增多和遥感反演方法物量变化进行了估算。此外, A ttema等[ 7 ] , U laby
[ 8 ]
的发展, 相关学者利用光学遥感和合成