Цинлин тауларындағы өсімдіктердің денсаулығын гиперспектрлік қашықтықтан зондтау технологиясына негізделген талдау

Қоршаған ортаны және экологиялық қорғауға қойылатын талаптардың артуымен қоршаған ортаны қорғау және экологиялық құрылыс біртіндеп жаһандық назар аударатын мәселеге айналды. Орман шаруашылығын дамыту экологиялық құрылыс және қоршаған ортаны қорғау саласында өте маңызды. Менің елімде орман жамылғысының айтарлықтай артуын ескере отырып, орман сапасын жақсарту қазіргі орман шаруашылығын басқарудың негізгі бағытына айналды. Менің елімдегі орман денсаулығын зерттеудің қазіргі заманғы бағыттары дәстүрлі учаскелерді зерттеумен шектеледі, бұл әдіс уақытты, еңбекті көп қажет етеді және орман денсаулығындағы өзгерістерді тиімді көрсете алмайды. Спектрлік бейнелеу құрылғылары мен гиперспектрлік қашықтықтан зондтау технологиясының дамуымен жер ерекшеліктері туралы толығырақ ақпарат алуға болады. Біздің компания орман денсаулығын бағалау үшін гиперспектрлік кескіндерден алынған өсімдік индекстерін пайдаланады. Орман өсімдіктерінің спектрлік сипаттамаларына сүйене отырып, біз үш аспектіні ескере отырып, өсімдік индекстеріне негізделген орман денсаулығын бағалаудың индикаторлық жүйесін құра аламыз: өсімдіктердің таралуы, фотосинтетикалық қарқындылық және зиянкестер, аурулар және су тудырған стресс.

Өсімдік индексі (VI)

Өсімдік индекстері (ӨИ) екі немесе одан да көп толқын ұзындығы диапазондарындағы жер бетіндегі ерекшеліктердің шағылысуын біріктіру арқылы есептеледі. Бұл индекстер өсімдіктердің белгілі бір сипаттамаларын жақсарта алады. Өсімдіктердің спектрлік сипаттамаларына айтарлықтай әсер ететін пигменттер, азот, су және көміртек сияқты негізгі химиялық компоненттерге сүйене отырып, жасылдық, жарықты пайдалану тиімділігі, шатыр азоты, құрғақшылық немесе көміртектің ыдырауы, жапырақ пигменті және шатыр суының мөлшері сияқты бірнеше практикалық индекстер әзірленді. Бұл өсімдіктер индекстері жасыл өсімдіктердің саны мен өсу мәртебесін өлшеудің қарапайым әдісін ұсынады.

Жасылдық индексі

Негізінен жасыл өсімдіктердің таралуын және өсімдіктердің өсуін бағалау және көрсету үшін қолданылады, ол хлорофилл мөлшеріне, жапырақ бетінің жамылғысына және жамылғы құрылымына өте сезімтал - бұл фотосинтез үшін маңызды заттардың барлығы. Қалыптастырылған айырмашылықты өсімдік индексін (NDVI) есептеу арқылы өсімдіктердің өсу мәртебесін бағалауға болады.

Жарықты пайдалану индексі

Ол фотосинтез кезінде өсімдіктердің түсетін жарықты пайдалану тиімділігін өлшеу үшін қолданылады. Жарықты пайдалану тиімділігі өсімдіктердің өсу жылдамдығымен және фотосинтетикалық белсенді сәулеленумен (fAPAR) тікелей байланысты. Өсімдіктердің жарықты пайдалану тиімділігін қызыл-жасыл қатынас индексі (RG) арқылы бағалау және сандық анықтау арқылы өсімдіктер жамылғысының даму процесін бағалауға болады. Ол сондай-ақ жапырақ өнімділігі мен стресстің көрсеткіші болып табылады және өсімдіктердің өсу күйін бағалау үшін пайдаланылуы мүмкін.

Жапырақ пигментінің индексі

Бұл индекстер өсімдіктердегі стресске байланысты пигменттерді, негізінен қартайған өсімдіктерде кездесетін антоцианиндерді өлшеу үшін қолданылады. Бұл индекстер хлорофиллді өлшей алмайды. Жапырақ пигментінің индекстеріндегі антоцианин индексі I (ARI1) өсімдіктердің өлгенін немесе өлмегенін көрсетеді. ARI1 жапырақтардағы антоцианиндерге әсіресе сезімтал; ARI1 жоғарырақ болуы өсімдік жамылғысында антоцианиннің жоғары мөлшерін және тіршілік ету ортасының нашар екенін көрсетеді.

Орман ағаштарының денсаулығын бағалау әдістері

Жүйе үш өсімдік индексін пайдаланады: біріншісі, жер бетіндегі жасыл өсімдіктердің таралуын көрсететін жасылдық; екіншісі, каротиноидтар мен антоцианиндердің құрамын көрсететін хлорофилл; және үшіншісі, орманның өсу қарқынын көрсететін жарықты пайдалану деңгейі. Бұл орманның жалпы жағдайының кеңістіктік таралу картасын жасауға мүмкіндік береді, бұл зиянкестерді, ауруларды және солуды анықтауға, сондай-ақ белгілі бір аумақтағы ағаш жинауды бағалауға мүмкіндік береді.

Кіріс кескінін ағаштардың денсаулық жағдайына қарай бөлу кескін ішіндегі ағаштардың жалпы денсаулығын бағалауға үлкен көмектеседі. Келесі суретте ағаш денсаулығын талдау құралы жасаған шығыс жіктеу картасы көрсетілген:

Суретте орман ағаштарының денсаулығының жіктелуінің схемалық диаграммасы көрсетілген.

Орман денсаулығын бағалау нәтижелері

△ XIGUANG-002 спутнигінің гиперспектрлік кескіні (Цинлин ауданы)

△ Цинлин тауларындағы орман денсаулығын талдау нәтижелері

Орманның денсаулық жағдайы деңгейленеді, ал жоғары сандар сау ағаштарды көрсетеді.

Болжам

Гиперспектрлік қашықтықтан зондтау спутниктік деректерін Цинлин таулары аймағында орман өрттерінің, дақылдардың күйзеліске ұшырауының және өсімдіктердің тұтану ықтималдығын талдау және бағалау үшін пайдалануға болады. Орман өрттерінің ықтималдығы жасылдық индексімен, шатыр суының мөлшерімен, құрғақшылықпен және фотосинтетикалық емес өсімдіктер тудыратын көміртегінің ыдырауымен байланысты. Дақылдардың күйзелісі жасылдық индексімен, жапырақ ауданының индексімен, шатыр суының мөлшерімен, шатыр азотының мөлшерімен және жарықты пайдалану тиімділігімен тығыз байланысты. Өсімдіктердің басылуы кескіннің қызыл және жақын инфрақызыл жолақтарындағы спектрлік шағылысу өзгерістерімен байланысты.