應(yīng)用高光譜成像技術(shù)監(jiān)測物種入侵

瀏覽次數(shù)：4204　發(fā)布日期：2016-9-6　來源：理加聯(lián)合

INVASIVE SPECIES MAPPING USING LOW COST HYPERSPECTRAL IMAGERY

Steven Jay¹ – Research Assistant

Dr. Rick Lawrence¹ – Associate Professor

Dr. Kevin Repasky² – Associate Professor

Charlie Keith²– Research Assistant

¹Department of Land Resources and Environmental Science Montana State University – Bozeman

²Department of Electrical & Computer Engineering Montana State University – Bozeman 128 AJM Hall Montana State University Bozeman, MT 59717

入侵物種的監(jiān)測長久以來是一個(gè)耗時(shí)、昂貴且無效的工作。遙感是監(jiān)測入侵物種的一種手段，然而，由于經(jīng)費(fèi)、時(shí)間和準(zhǔn)確度的問題，限制了這種方法。

本研究評估了一款性價(jià)比較高的高光譜成像儀監(jiān)測并區(qū)分坐落在草地生態(tài)系統(tǒng)的乳漿大戟（Euphorbia esula）。從2008年夏季開始每周搜集地面圖像，以識別乳漿大戟可以被準(zhǔn)確監(jiān)測和成像的物候期。高光譜成像儀獲取的每周圖像同時(shí)可用于評價(jià)時(shí)間序列分類，而傳統(tǒng)的方法需要花費(fèi)大量經(jīng)費(fèi)。本研究使用了隨機(jī)森林模型進(jìn)行圖像分類，分類準(zhǔn)確度與使用傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室分析手段獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行了原始匹配，多重時(shí)間分類可以提高分類準(zhǔn)確度。將來的研究將配合該設(shè)備在無人機(jī)或低空飛行器上進(jìn)行低成本且有效的入侵物種監(jiān)測。

研究對象：

乳漿大戟：歐亞大陸入侵植物，有毒。它生長在礦物裸土中，在牧場、荒地、休耕農(nóng)田泛濫，急需管理措施減小放牧和農(nóng)田損失，傳統(tǒng)的除草劑方法無效，放羊或者人工除草較有效。

傳統(tǒng)方法監(jiān)測中的問題：

使用地面觀測方法較難監(jiān)測且價(jià)格昂貴，因此對于管理措施的效果評價(jià)較難。GPS結(jié)合GIS的手段對于監(jiān)測和制圖較有效，但是需要很大的經(jīng)費(fèi)和技術(shù)支持。

遙感手段成為研究入侵植物的一種廣泛使用的方法，由于影像可以覆蓋較大研究區(qū)域，可以獲取地面調(diào)查所沒有調(diào)查到的版塊數(shù)據(jù)。但是繪圖相對成本較高，且有些衛(wèi)星傳感器的空間分辨率和光譜分辨率低，時(shí)間分辨率有限，準(zhǔn)確度有問題，且數(shù)據(jù)分析和整合要求強(qiáng)大的技術(shù)團(tuán)隊(duì)。

遙感方法監(jiān)測入侵物種：