色哟哟视频在线观看-色哟哟视频在线-色哟哟欧美15最新在线-色哟哟免费在线观看-国产l精品国产亚洲区在线观看-国产l精品国产亚洲区久久

0
  • 聊天消息
  • 系統消息
  • 評論與回復
登錄后你可以
  • 下載海量資料
  • 學習在線課程
  • 觀看技術視頻
  • 寫文章/發帖/加入社區
會員中心
創作中心

完善資料讓更多小伙伴認識你,還能領取20積分哦,立即完善>

3天內不再提示

基于 Landsat 與地物波譜的稀土礦尾砂地植被

萊森光學 ? 來源:萊森光學 ? 作者:萊森光學 ? 2024-12-10 15:09 ? 次閱讀

稀土開采產生大量堆積尾砂,出現強烈水土流失過程,伴生嚴重水環境和地質災害。采用工程和非工程措施結合手段開展稀土尾砂地植被修復是尾砂地災害防治的常見手段。評價礦區植被恢復效果及成因可為尾砂治理措施的規劃設計提供理論依據。

NDVI時程變化

一、引言

稀土開采產生大量堆積尾砂,出現強烈水土流失過程,伴生嚴重水環境和地質災害。采用工程和非工程措施結合手段開展稀土尾砂地植被修復是尾砂地災害防治的常見手段。評價礦區植被恢復效果及成因可為尾砂治理措施的規劃設計提供理論依據。本文以江西省尋烏縣離子型輕稀土尾砂區為研究區,收集研究區1989-2015年Landsat數據和尋烏站氣象數據,實地調查研究區典型尾砂適生植被和堆積尾砂的地物波譜數據,解算典型植被的NDVI值,分析礦區NDVI的年際和年內時程變化規律。

二、基于Landsat數據的NDVI時程變化

在利用遙感技術對植被信息的研究中,NDVI是植被指數中運用最為廣泛的一種,它能很好地反映了植被生長狀態以及植被空間分布情況,與植被分布密度呈線性相關。許多研究表明NDVI與植被覆蓋度、葉面積指數(LAI)和光合作用等植被參數有關,NDVI的時間變化曲線能有效地表現出植被的季節變化、年際變化和人為活動影響變化。因此,在監測廢棄礦區植被恢復情況的過程中NDVI起到有效地作用。本文選取歸一化植被指數(NDVI)來反映稀土礦尾砂地植被變化情況,其計算形式為近紅外波段(NIR)與紅光波段(R)的差值比上這兩個波段數值之和,公式為:

wKgZO2dX6TGAcuSnAAAGnLpIa0s653.png

表1Landsat TM/OLI NDVI 計算公式

wKgZPGdX6TGAKnqOAAAej8SLHJ4698.png

研究區NDVI時程變化分析分為兩個部分進行,第一部分為整體礦區NDVI時程變化分析,第二部分選取植被修復時間較早的“稀土尾砂試驗區”雙茶亭礦區分析NDVI時程變化規律。

2.1整體礦區NDVI時程變化

基于ENVI軟件中BandMath 計算NDVI結果,將整體礦區NDVI值提取出來并導出成ASCII文件,方便之后分析使用。計算NDVI平均值,診斷NDVI時序趨勢,揭示整體礦區NDVI時程變化規律,見圖1。圖1表明:1989-2015年整體礦區NDVI值在0.12-0.5間變化,平均值為0.31;NDVI最大值和最小值所在年份分別為1995年和2013年,分別為0.5和0.12,變化幅度為0.38;NDVI值相對時間的線性回歸決定系數R2為0.79,取顯著性水平為0.05,相應臨界值R205.0 為0.08,決定系數大于相應臨界值,線性回歸趨勢顯著,NDVI值的傾向率為-0.08(10a)-1,表明NDVI值顯著減小;NDVI值的Mann-kendall趨勢分析檢驗值Z為-6.68,取顯著性水平為0.05,相應臨界值Z05.0 為1.96,檢驗值的絕對值Z大于相應臨界值,Mann-kendall趨勢檢驗顯著,表明整體年NDVI值呈顯著性下降趨勢。

wKgZO2dX6TKAeTvzAAA67NyGACM376.png

圖1 整體礦區 NDVI 時程變化

NDVI時程變化可分為三個階段,第一階段為穩定期,時間為1989-2005年,此階段NDVI值相對時間的線性回歸決定系數R2為0.052,取顯著性水平為0.05,相應臨界值R205.0 為0.157,決定系數小于相應臨界值,NDVI變化趨勢不顯著,平均NDVI為0.43,整體稀土礦區存在一定的開采,但是整體NDVI值未大幅度減小;第二階段為劇烈開采期,時間為2006-2008年,此階段NDVI值相對時間的線性回歸決定系數R2為0.69,取顯著性水平為0.05,相應臨界值R205.0 為0.658,決定系數大于相應臨界值,NDVI呈顯著下降趨勢,傾向率為-0.3(10a)-1,平均NDVI為0.29,較穩定期下降了0.14,此階段稀土礦區進行劇烈的采礦活動,人類活動對稀土礦區影響較大,嚴重破壞了礦區植被,導致NDVI值迅速下降;第三階段為植被修復期,時間為2009-2015年,此階段NDVI值相對時間的線性回歸決定系數R2為0.395,取顯著性水平為0.05,相應臨界值R205.0 為0.197,決定系數大于相應臨界值,NDVI呈顯著下降趨勢,傾向率為-0.046(10a)-1,整個時間段NDVI呈現較低值,平均NDVI為0.19,較劇烈開采期下降了0.1,尋烏縣2009年對稀土礦區進行植被修復治理,使研究區內的2009年和2010年的植被數量有所增加,對于整體礦區恢復效果一般。

2.2雙茶亭礦區NDVI時程變化

在整體礦區NDVI影像數據中提取以種植桉樹為主的雙茶亭礦區NDVI,計算NDVI平均值,診斷NDVI時序趨勢,揭示雙茶亭礦區NDVI時程變化規律,見圖2。按照整體礦區NDVI變化階段對雙茶亭礦區NDVI時程變化進行分析。

wKgZPGdX6TKAKddMAAA5JwTQF8s360.png

圖2 雙茶亭礦區 NDVI 時程變化

結果表明:1989-2015年雙茶亭礦區NDVI值在0.17-0.65間變化,平均值為0.4;NDVI最大值和最小值所在年份分別為2015年和2008年,分別為0.65和0.17,變化幅度為0.48;穩定期NDVI值相對時間的線性回歸決定系數R2為0.321,取顯著性水平為0.05,相應臨界值R205.0 為0.156,決定系數大于相應臨界值,NDVI呈顯著下降趨勢,傾向率為-0.049(10a)-1,平均NDVI為0.44,稀土開采對雙茶亭礦區內植被存在一定影響,植被呈現減少趨勢;劇烈開采期NDVI值相對時間的線性回歸決定系數R2為0.732,取顯著性水平為0.05,相應臨界值R205.0 為0.57,決定系數大于相應臨界值,NDVI呈顯著下降趨勢,傾向率為-0.63(10a)-1,平均NDVI為0.28,較穩定期減少0.16,和整體礦區情況類似,劇烈稀土開采活動嚴重破壞雙茶亭礦區內植被,導致植被迅速減少;植被修復期NDVI相對時間的線性回歸決定系數R2為0.884,取顯著性水平為0.05,相應臨界值R205.0 為0.187,決定系數大于相應臨界值,NDVI呈顯著上升趨勢,傾向率為0.25(10a)-1,平均NDVI為0.39,較劇烈開采期增加0.11,雙茶亭植被修復效果較好,對比整體礦區可得,油茶配置模式植被修復治理效果較差,桉樹配置模式效果較好。

三、基于地物波譜的典型地物NDVI特征值分析

基于研究區各典型地物的地物波譜特性,利用紅光波段和近紅外波段的平均反射率計算相應地物的NDVI,見圖3。圖3表明:在研究區典型地物中,尾砂相應NDVI值為0.03,芒萁為0.69,芭茅為0.53,芒草為0.52,油茶為0.69,木荷為0.8,竹子為0.79,馬尾松為0.75,桉樹為0.6,樟樹為0.52,其中木荷NDVI值最大,尾砂NDVI值最小,尾砂存在一定的背景值。由于研究區地物波譜數采集時間為2019年1月與7月,分別屬于冬季和夏季,則獲取各地物波譜特性計算出的NDVI會有一定的波動范圍,其中波動范圍較大的為芒萁、芭茅和芒草,這三種植被屬草本類植被,說明對于NDVI,草本類植被受季節變化影響較大,喬木類植被對相對較小,即草本NDVI在年內變化更為劇烈,喬木類植被NDVI年內較為穩定。

wKgZO2dX6TKAXfVUAAAqHcZGfKg894.png

圖3典型地物NDVI

四、基于小波分解的NDVI時程變化

4.1小波分析理論概述

傅里葉變換是最常用的分析信號工具,用于推導不同幅度和頻率下特定正弦波函數的組合。但是傅里葉變換存在不足之處,在分析信號特征時會忽略信號的時間信息,通過變換結果無法判斷某個信號發生的時間。以傅里葉變換為數學基礎,理論物理學家A·Grossman建立了小波變換的理論體系。小波變換分析信號時可通過小波基函數的變換分析信號的局部特征,信號分析結果具有比傅里葉變換更良好的局部特性。分解后的信號呈現低頻和高頻特性兩部分內容,低頻信號具有較高的頻率分辨率和較低的時間分辨率,高頻信號具有較高的時間分辨率和較低的頻率分辨率,所以有著“數學顯微鏡”之稱。正是小波變換擁有著這些特性,使小波變換在信號處理、數值計算和流體力學等領域得到了廣泛的應用。

4.2基于小波分解的NDVI多尺度時程變化

為了更好研究NDVI的時程變化規律,基于Matlab軟件,本文將NDVI變化曲線作為一種信號曲線,對其進行小波分解,分析其低頻信號與高頻信號的特點。根據NDVI數據特點,采用db3小波函數對整體礦區NDVI和雙茶亭NDVI進行分解,結果如圖4和圖5所示。

wKgZPGdX6TOAJIQEAABpKVNrq80718.png

圖4 整體礦區 NDVI 信號和小波分解部分注:(a)表示原始信號,(b)表示低頻信號,(c)表示高頻信號。

(1)低頻信號按照NDVI變化階段對低頻信號進行分析。圖4表明:穩定期整體礦區低頻NDVI值處于較高水平,進入劇烈開采期后低頻NDVI值迅速下降,在植被修復期保持穩定;低頻信號整體趨勢與整體礦區NDVI時程變化趨勢一致,說明低頻信號表示NDVI的年際變化特征,將年內波動信息濾除,呈現與原始信號一致的三個變化階段。圖5表明:雙茶亭礦區低頻NDVI值呈現微下降-劇烈下降-上升的三個階段變化,與雙茶亭礦區NDVI時程變化趨勢一致。

(2)高頻信號高頻信號表示為NDVI的年內變化,按照NDVI變化階段對高頻信號進行分析。圖4表明:穩定期整體礦區高頻NDVI值呈波動變化,波動幅度較大,說明在此階段整體礦區年內NDVI變化較為劇烈;劇烈開采期整體礦區高頻NDVI值也呈波動變化,但是波動幅度較小,說明在此階段礦區年內NDVI呈波動變化,但是由于人類活動較為劇烈,使植被數量迅速較少,導致NDVI變化幅度變小;植被修復期整體礦區高頻NDVI值在此階段初期呈水平變化,后期呈波動變化,說明研究區年內NDVI在植被修復期初期年內變化較小,這是由于劇烈開采期過后植被破壞過于嚴重,導致礦區內植被數量稀少,年內植被變化較小,后期由于植被修復措施的實施,植被得到一定的恢復,然后呈現出了年內波動變化。圖5表明:雙茶亭礦區高頻NDVI值三個時期都呈波動變化,這是由于在劇烈開采后,植被措施的迅速實施,使雙茶亭礦區內植被得到良好的補充,導致在劇烈開采期之后、植被恢復期初植被表現出良好的年內波動變化。

wKgZO2dX6TSAfrfpAABmzq6r3Xw438.png

圖5雙茶亭礦區NDVI信號和小波分解部分注:(a)表示原始信號,(b)表示低頻信號,(c)表示高頻信號。

結合草本植被NDVI在年內變化更為劇烈,喬木類植被NDVI年內較為穩定的結論可得:穩定期與劇烈開采期NDVI波動較大是由于草本植被變化劇烈引起的,說明礦區植被變化的主要原因為草本植被的變化;在植被修復期初期高頻NDVI值呈水平變化特征,說明此時礦區內草本類植被數量稀少,原因為劇烈稀土開采將草本植被破壞嚴重,幾乎不存在草本類植被,在經過人工植被修復后,礦區植被得到一定的補充,草本植被開始增長,最后呈現波動特征。總體表明:礦區內對NDVI影響最大的為草本類植被,基于此情況,礦區植被恢復措施的植被配置模式可針對草本類植被進行選擇,并針對草本植被進行維養。

四、討論

本章基于LandsatTM/OLI 數據和研究區典型地物波譜數據,計算了研究區1989-2015年的NDVI值以及典型地物的NDVI值,總體分為三個部分:

(1)整體礦區NDVI時程變化和雙茶亭礦區NDVI時程變化分析。整體礦區NDVI呈下降趨勢,可分為三個階段,即穩定期、劇烈開采期和植被修復期,其中整體礦區NDVI在穩定期呈波動變化,在劇烈開采期和植被修復期呈顯著下降趨勢,雙茶亭礦區NDVI在穩定期和劇烈開采期呈顯著下降趨勢,在植被修復期呈顯著上升趨勢。油茶配置模式尾砂修復治理效果較差,桉樹配置模式效果較好。

(2)典型地物NDVI值的分析。典型地物可分為三種稀土尾砂、草本植被和喬木類植被,其中尾砂和喬木類植被年內NDVI值變化幅度較小,草本植被年內NDVI值變化較大。

(3)對NDVI時程變化曲線進行小波分解。結果分解為低頻信號和高頻信號,且分別表示NDVI的年際變化和年內變化特征。通過分析整體礦區NDVI高頻信號發現了對研究區NDVI產生影響的主要因素為草本類植被,此結論可指導后期繼續進行植被修復,針對草本植被,選擇更良好的植被配置模式

推薦

地物光譜儀iSpecField-HH/NIR/WNIR

地物光譜儀是萊森光學專門用于野外遙感測量、土壤環境、礦物地質勘探等領域的最新明星產品,獨有的光路設計,噪聲校準技術、可以實時自動校準暗電流,采用了固定全息光柵一次性分光,測試速度快,最短積分時間最短可達20μs,操作靈活、便攜方便、光譜測試速度快、光譜數據準確,廣泛應用于遙感測量、農作物監測、森林研究、海洋學研究和礦物勘察等各領域。

wKgZPGdX6TqAQA-jAAL-2GIR5Jc752.png


審核編輯 黃宇

聲明:本文內容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網站授權轉載。文章觀點僅代表作者本人,不代表電子發燒友網立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用,如有內容侵權或者其他違規問題,請聯系本站處理。 舉報投訴
  • 地物光譜儀
    +關注

    關注

    0

    文章

    78

    瀏覽量

    3253
收藏 人收藏

    評論

    相關推薦

    檢測鋁礬土硅鋁鈦的設備 測試鋁土的機器

    檢測鋁礬土硅鋁鈦的設備 測試鋁土的機器 檢測鋁礬土硅鋁鈦的設備 測試鋁土的機器 主要技術指標: 測量范圍:0~1.999A吸光度值 0~99.99%濃度值測度精度合可測元素:硅、鋁錳、磷、稀土
    發表于 12-30 09:47

    上海本諾銀膠;江南五熒光粉

    `深圳市恒晶電子材料有限公司是日本本諾電子材料、中國五集團下屬子公司江南稀土材料研發的LED熒光粉在華南片區的指定代理商,主營本諾銀膠/絕緣膠、江南YAG熒光粉。恒晶與原廠保持非常緊密的合作關系
    發表于 08-02 14:29

    gis專業詞匯匯總

    Band 光或熱反射的電磁波譜( 如紫外線、蘭、綠、紅、近外線、遠紅外線、熱、雷達等) 范圍的多波譜圖像表示數據的一層 。也指其他的用戶指定的由原始圖像運算得到的數值。多波譜彩色圖想顯示有三個波段
    發表于 05-24 07:53

    地物光譜儀功能及所需的測量條件是什么

    地物光譜儀的電磁波響應特性隨電磁波長改變而變化的規律,稱為地物波譜地物光譜儀是電磁輻射與地物相互作用的結果。不同的物質反射、透射、吸收、散
    發表于 12-13 15:55 ?1279次閱讀

    由時事談稀土與音圈電機模組的關系

    12月22日,五稀土對外發布公告稱,公司接到中國五集團有限公司通知
    發表于 12-27 14:12 ?437次閱讀

    關于地物光譜儀的設計優點

    的重要儀器,也是提取地物光譜特征信息的重要工具。 地物光譜儀可以實時測量原始數據,反射、透射輻射和輻照度波譜曲線。地物光譜儀全部使用固定全息光柵和全線陣列光學探測器。這帶來了高靈敏度和
    發表于 09-23 10:28 ?393次閱讀
    關于<b class='flag-5'>地物</b>光譜儀的設計優點

    高光譜遙感在植被監測中的研究綜述

    高光譜遙感已成為地表植被地學過程對地觀測的強有力的工具,其特點是在特定光譜域以高光譜分辨率同時獲取連續的地物光譜圖像,使得遙感應用著重于在光譜維上進行空間信息展開,定量分析地球表層生物物理化學
    的頭像 發表于 10-24 11:18 ?1563次閱讀
    高光譜遙感在<b class='flag-5'>植被</b>監測中的研究綜述

    金屬礦產遙感找原理與方法-萊森光學

    1、金屬礦產遙感找原理 遙感的理論基礎是電磁波輻射,地物的光譜輻射特性則是遙感技術賴以鑒別和區分的主要基礎。航空航天遙感傳感器接收的是地表各種地物的反射光譜信息,這些地物反射光譜實際
    的頭像 發表于 12-12 14:02 ?2185次閱讀
    金屬礦產遙感找<b class='flag-5'>礦</b>原理與方法-萊森光學

    地物光譜儀應用于監測植被的變化

    植被的變化是地理環境變化的重要指標,可以反映地表土壤、氣候、植物群落等環境因子的變化情況。為了更準確地監測植被變化,地物光譜儀可以用來監測植被變化。
    發表于 03-10 10:21 ?585次閱讀
    <b class='flag-5'>地物</b>光譜儀應用于監測<b class='flag-5'>植被</b>的變化

    地面成像和非成像地物光譜儀在不同水分環境下濕地植被光譜特征對比研究

    地面成像和非成像地物光譜儀在不同水分環境下濕地植被光譜特征對比研究——以東洞庭湖濕地區域苔草植被光譜特征為例 ? 引言 在較為復雜的濕地生態系統中,高光譜遙感憑借其成百上千波段數量、極高的光譜分辨率
    的頭像 發表于 04-18 18:18 ?1329次閱讀
    地面成像和非成像<b class='flag-5'>地物</b>光譜儀在不同水分環境下濕地<b class='flag-5'>植被</b>光譜特征對比研究

    地物光譜匹配模型研究

    都與對波譜特性的分析密切相關。光譜匹配模型通過對地物光譜與參考光譜的匹配或地物光譜與數據庫的比較,求算它們之間的相似性或差異性,突出特征譜段,有效地提取光譜維信息,以便對地物特性進行詳
    的頭像 發表于 07-07 14:38 ?543次閱讀
    <b class='flag-5'>地物</b>光譜匹配模型研究

    地物光譜儀常見植被指數總結

    植被指數:利用衛星不同波段探測數據組合而成的,能反映植物生長狀況的指數。植物葉面在可見光紅光波段有很強的吸收特性,在近紅外波段有很強的反射特性,這是植被遙感監測的物理基礎,通過這兩個波段測值的不同組
    的頭像 發表于 07-19 16:55 ?2284次閱讀
    <b class='flag-5'>地物</b>光譜儀常見<b class='flag-5'>植被</b>指數總結

    地物光譜儀:地物的反射光譜與地物波譜特性

    遙感波譜范圍不斷拓寬,空間、波譜和時間分辨率不斷提高,遙感影像處理,地物識別和信息提取技術不斷完善,遙感數據獲取由多光譜,高光譜至超高光譜,信息挖掘由“粗糙”到“精細”,遙感地物識別由
    的頭像 發表于 08-22 15:49 ?969次閱讀

    基于 NDVI 和地物波譜稀土植被恢復成效分析

    稀土開采產生大量堆積,出現強烈水土流失過程,伴生嚴重水環境和地質植被修復是地災害防治的常
    的頭像 發表于 12-24 14:37 ?155次閱讀
    基于 NDVI 和<b class='flag-5'>地物</b><b class='flag-5'>波譜</b>的<b class='flag-5'>稀土</b><b class='flag-5'>礦</b><b class='flag-5'>尾</b><b class='flag-5'>砂</b>地<b class='flag-5'>植被</b>恢復成效分析

    如何通過地物光譜儀提升生態研究的精度?

    的基本原理 地物光譜儀是一種用于測量物體反射光譜特性的儀器。它通過捕捉從地表植被、土壤等對象反射的光波,獲得不同波長的光譜數據。這些數據可以反映地物的物理和化學特性,為生態研究提供詳細的信息。 2.提升植物健康檢測精
    的頭像 發表于 01-10 13:44 ?14次閱讀
    如何通過<b class='flag-5'>地物</b>光譜儀提升生態研究的精度?
    主站蜘蛛池模板: 精品无码一区二区三区中文字幕 | 国产精品一区第二页| 秋霞电影网午夜免费鲁丝片| 古月娜下面好紧好爽| 乌克兰黄色录像| 久久九九青青国产精品| 999精品在线| 特黄特黄aaaa级毛片免费看| 黑人巨大两根一起挤进欧美| 4480YY旧里番在线播放| 日本一二三区在线视频| 好男人在线观看免费视频WWW| 伊人久久大香线蕉观看| 欧美一区二区影院| 国产三区在线成人AV| 最新精品国产| 国产乱国产乱老熟300部视频 | 69夫妻交友网| 色欲AV精品人妻一区二区麻豆| 精品国产精品人妻久久无码五月天 | 99精品视频在线免费观看| 日日干夜夜啪蕉视频| 韩日午夜在线资源一区二区| 99久久伊人一区二区yy5099| 亚洲电影二区| 日本 稀土矿| 久久精品一区二区免费看| 高清国语自产拍免费| 在教室伦流澡到高潮H女攻视频 | 好大快用力深一点h视频| java农村野外妇女hd| 亚洲综合国产精品| 色欲无码国产喷水AV精品| 老司机午夜影院试看区| 国产人妻麻豆蜜桃色精| CHINSEFUCKGAY无套| 一区二区三区无码被窝影院| 首页 国产 亚洲 中文字幕| 美女教师朝桐光在线播放| 果冻传媒在线观看进入窗口| 成人在免费视频手机观看网站|