Optische Inversion der Vegetation: Ein Blick aus der Ferne auf die Lunge der Erde

Die Vegetation spielt eine entscheidende Rolle im Erdsystem und dient als wichtige erneuerbare Ressource an der Erdoberfläche. Als einer der aktivsten und wertvollsten Einflussfaktoren und Indikatoren des globalen Wandels beeinflusst sie gleichzeitig den Energiehaushalt des Systems Erde-Atmosphäre und spielt eine zentrale Rolle in Klima, Hydrologie und biochemischen Kreisläufen.

Daher stehen die Vegetation der Erde und ihre Veränderungen seit jeher im Fokus von Wissenschaftlern und Regierungen weltweit, und das Konzept der ökologischen Zivilisation, dass „klare Gewässer und üppige Berge unschätzbare Güter sind“, hat sich mittlerweile fest in den Herzen der Menschen verankert. Vegetationsparameter, als wichtiger Indikator für die Beurteilung der Gesundheit von Ökosystemen, erfahren zunehmend Beachtung.

Optische Fernerkundung von Vegetationsparametern

Die Entwicklung der Fernerkundungstechnologie bietet heute ein wichtiges technisches Mittel zur Überwachung des Wachstumszustands und der Dynamik der Vegetation.Durch die Erfassung optischer Fernerkundungsdaten von Vegetationsparametern kann eine quantitative Analyse der Struktur und Funktion von Ökosystemen durchgeführt werden.Im Gegensatz zu herkömmlichen bodengestützten Messmethoden,Fernerkundung erweitert die begrenzten repräsentativen Informationen traditioneller Punktmessungen zu flächenbezogenen (d. h. regionalen) Informationen, die die Realität besser widerspiegeln, ohne das Ökosystem zu schädigen. Sie ermöglicht die langfristige, dynamische und kontinuierliche Schätzung von Vegetationsparametern.Es bietet unersetzliche Vorteile bei der Schätzung von Vegetationsparametern auf regionaler oder globaler Ebene.

Fernerkundungsinversion von Vegetationsparametern

Bei der quantitativen Inversion von Satellitenfernerkundungsdaten handelt es sich um den Prozess der Umwandlung von Fernerkundungsdaten in quantitative Bodenmerkmale oder Oberflächenparameter mithilfe mathematischer Modelle und Algorithmen.Diese Methode wird häufig verwendet, um physikalische und biochemische Oberflächeneigenschaften wie Vegetationsbedeckung, Landoberflächentemperatur, Vegetationsbiomasse und Wasserkonzentration zu ermitteln.

Die Vegetation an der Landoberfläche ist üblicherweise die erste Schicht für Fernerkundungsbeobachtungen und -aufzeichnungen und stellt die Information dar, die sich am direktesten in Fernerkundungsbildern widerspiegelt.Durch die Extraktion und Invertierung verschiedener Vegetationsparameter unter Verwendung von Vegetationsinformationen und deren Veränderungen, die durch Fernerkundung bereitgestellt werden, können wir den Prozess und die Muster der Veränderung überwachen.  

CAS Xiguang Fernerkundungssatellit – Landbedeckungsklassifizierung

Die reichhaltigen spektralen und räumlichen Informationen, die die hyperspektralen Daten des Satelliten Xiamen Science and Technology No. 1 03 liefern, können genutzt werden, um Merkmale durch Dimensionsreduktion im hochdimensionalen Merkmalsraum zu optimieren, was für die Verbesserung der Klassifizierungsgenauigkeit von großer Bedeutung ist.

Auf Basis von hyperspektralen Bilddaten von Xi'an und Umgebung kann ein Random-Forest-Modellrahmen verwendet werden, um Landbedeckungen mit unterschiedlichen Eigenschaften zu identifizieren und zu klassifizieren. 

Chinesische Akademie der Wissenschaften Xiguang-Fernerkundungssatellit – Veränderung des Vegetationsindex

Mithilfe mathematischer Modelle und Algorithmen lassen sich Fernerkundungsdaten des Satelliten Xiamen Science and Technology No. 1 03 in Vegetationsindizes umwandeln. Der Vegetationsindex steigt mit zunehmender Vegetationsbedeckung und spiegelt so den Wachstumszustand der Vegetation wider. Veränderungen des Vegetationsindex können genutzt werden, um den Vegetationswachstumszustand und die Vegetationsbedeckung zu bestimmen sowie Strahlungsfehler zu korrigieren.

Die Fernerkundung von Vegetation wird derzeit hauptsächlich zur Gewinnung landwirtschaftlicher Informationen eingesetzt und bildet damit eine solide Grundlage für die intelligente Landwirtschaft. Durch die Analyse verschiedener optischer Satellitenbilder lassen sich Landbedeckung, Nutzpflanzen und deren Wachstum bestimmen. Mit dem Fortschritt von Wissenschaft und Technik und den Erfordernissen des Aufbaus einer ökologischen Zivilisation kann die Nutzung von Fernerkundungsdaten zur Ermittlung von Vegetationsparametern entscheidende Daten für die Bewertung des Zustands von Ökosystemen liefern und somit der Menschheit wirksame Hinweise zum Schutz der Umwelt der Erde geben.