Pemantauan Liputan Tumbuhan Berdasarkan Teknologi Penderiaan Jauh Hiperspektral

Dalam teknologi penderiaan jauh, indeks tumbuh-tumbuhan merupakan kaedah yang biasa digunakan untuk mengekstrak maklumat tumbuh-tumbuhan. Indeks tumbuh-tumbuhan ialah kuantiti ciri yang dikira daripada pantulan jalur inframerah yang boleh dilihat dan dekat, yang mencerminkan darjah dan status pertumbuhan litupan tumbuh-tumbuhan permukaan. Indeks tumbuh-tumbuhan yang biasa digunakan termasuk Indeks Tumbuhan Perbezaan Semula Jadi (NDVI), Indeks Tumbuhan Perbezaan (DVI) dan VI (Indeks Virtualisasi).

Kaedah pemantauan perubahan litupan tumbuhan berdasarkan teknologi penderiaan jauh

1. Kaedah perubahan indeks tumbuhan

Kaedah perubahan indeks tumbuh-tumbuhan membandingkan indeks tumbuh-tumbuhan dalam pelbagai imej penderiaan jauh dan mengira perubahan dalam indeks ini untuk menentukan keadaan perubahan litupan tumbuh-tumbuhan. Dengan menganalisis perubahan dalam indeks tumbuh-tumbuhan, adalah mungkin untuk menentukan pertumbuhan dan layu tumbuh-tumbuhan, serta perubahan dalam litupan tumbuh-tumbuhan.

2. Kaedah Pengelasan dan Variasi

Kaedah perubahan berasaskan pengelasan menggunakan imej penderiaan jauh untuk pengelasan bagi mencerminkan perubahan litupan tumbuhan. Kaedah ini memperoleh maklumat tentang perubahan dan jenis kawasan litupan tumbuhan dengan mengklasifikasikan dan menganalisis imej penderiaan jauh, dan kesan pemantauannya adalah lebih tepat daripada kaedah perubahan indeks tumbuhan.

Proses asas pemantauan litupan tumbuhan

1. Pemerolehan Data

Langkah pertama dalam menggunakan teknologi penderiaan jauh untuk pemantauan litupan tumbuhan adalah memperoleh data yang sesuai. Data penderiaan jauh boleh datang daripada satelit penderiaan jauh, dron atau platform penderiaan jauh yang lain. Data satelit biasanya mempunyai kawasan liputan ruang yang besar dan resolusi temporal yang lebih kecil, manakala data dron mempunyai kawasan liputan ruang yang lebih kecil dan resolusi temporal yang lebih tinggi. Pelbagai jenis data boleh dipilih bergantung pada keperluan khusus. Tambahan pula, faktor seperti kombinasi jalur dan resolusi data mesti dipertimbangkan untuk memastikan data tersebut memberikan maklumat tumbuh-tumbuhan yang berkesan.

2. Prapemprosesan Data

Selepas memperoleh data penderiaan jauh, satu siri operasi prapemprosesan diperlukan untuk mendapatkan data yang boleh digunakan untuk pemantauan litupan tumbuhan. Operasi prapemprosesan termasuk penyingkiran awan, pembetulan atmosfera dan penentukuran radiometrik. Untuk penyingkiran awan, algoritma pengesanan awan boleh digunakan untuk membuang kawasan yang diliputi awan atau teknologi gabungan imej awan boleh digunakan untuk menggabungkan imej yang diliputi awan dan tidak berawan. Pembetulan atmosfera boleh dilakukan menggunakan model pembetulan atmosfera untuk menghapuskan kesan atmosfera dan mengurangkan ralat. Di samping itu, penentukuran radiometrik adalah perlu untuk menukar data penderiaan jauh kepada kuantiti fizikal.

3. Pengiraan Indeks Tumbuhan

Indeks tumbuh-tumbuhan merupakan petunjuk penting untuk memantau litupan tumbuh-tumbuhan. Indeks tumbuh-tumbuhan yang biasa digunakan termasuk Indeks Perbezaan Tumbuhan Ternormal (NDVI) dan Indeks Perbezaan Tumbuhan (DVI).

Indeks tumbuh-tumbuhan boleh dikira menggunakan jalur data penderiaan jauh yang berbeza mengikut formula yang ditentukan. Contohnya, NDVI boleh diperoleh dengan mengira nisbah jalur inframerah kepada jalur cahaya yang boleh dilihat. Indeks tumbuh-tumbuhan yang dikira boleh mencerminkan status litupan tumbuh-tumbuhan, sekali gus membolehkan pemantauan litupan tumbuh-tumbuhan.

4. Tafsiran dan Analisis Data

Selepas mengira indeks tumbuh-tumbuhan, data perlu ditafsirkan dan dianalisis untuk mendapatkan lebih banyak maklumat tentang litupan tumbuhan. Tafsiran dan analisis boleh menggunakan kaedah seperti pengelasan imej dan pengesanan perubahan. Pengelasan imej boleh membahagikan piksel berbeza dalam imej penderiaan jauh kepada kategori berbeza, seperti tumbuh-tumbuhan, badan air dan bangunan. Pengesanan perubahan boleh membandingkan imej penderiaan jauh dari tempoh masa yang berbeza untuk mengenal pasti perubahan dalam litupan tumbuhan. Melalui tafsiran dan analisis, maklumat seperti taburan ruang dan perubahan trend litupan tumbuhan boleh diperolehi, menyediakan asas untuk membuat keputusan dalam pengurusan tumbuh-tumbuhan dan perlindungan ekologi.

5. Pengesahan keputusan dan penilaian ketepatan

Untuk mengesahkan ketepatan keputusan pemantauan, pengesahan keputusan dan penilaian ketepatan adalah perlu. Pengesahan boleh dijalankan melalui tinjauan lapangan dan persampelan, membandingkan ketekalan antara keputusan tinjauan lapangan dan keputusan pemantauan penderiaan jauh. Penilaian ketepatan boleh menggunakan perisian khusus untuk analisis statistik spatial, mengira penunjuk ketepatan keputusan pemantauan, seperti ketepatan dan kejituan. Melalui pengesahan keputusan dan penilaian ketepatan, kebolehpercayaan pemantauan penderiaan jauh boleh dinilai, memberikan rujukan untuk kerja pemantauan seterusnya.

△ Taburan litupan tumbuhan di Bandar Xi'an pada Mac 2023

CAS Xiguang Aerospace - Pemantauan Pengesanan Jauh Tumbuhan

Purata liputan tumbuh-tumbuhan di Xi'an semasa musim bunga dan musim panas menunjukkan trend bermusim yang jelas, menunjukkan bahawa Xi'an mempunyai persekitaran ekologi semula jadi yang baik.Keputusan statistik serantau menunjukkan bahawa pertumbuhan tumbuh-tumbuhan agak stabil di Pergunungan Qinling dan dataran aluvium Sungai Weihe di kawasan pergunungan selatan; trend pertumbuhan tumbuh-tumbuhan adalah ketara di sepanjang bukit dan dataran tinggi loess; dan liputan tumbuh-tumbuhan adalah rendah di kawasan bandar yang baru dibina dan zon pembangunan utama. Analisis corak landskap menunjukkan bahawa kepadatan dan bilangan tompokan tumbuh-tumbuhan di Xi'an agak tinggi, menunjukkan bahawa sumber Xi'an sedang dibangunkan dan digunakan secara berterusan. 

△ Taburan litupan tumbuhan di Bandar Xi'an pada Ogos 2023

Penggunaan teknologi penderiaan jauh dalam pemantauan perubahan litupan tumbuhan telah meningkatkan kecekapan dan ketepatan pemantauan dengan ketara. Dengan perkembangan dan kemajuan berterusan teknologi penderiaan jauh, teknologi dan kaedah baharu akan terus muncul, memberikan maklumat yang lebih tepat dan komprehensif untuk pemantauan perubahan litupan tumbuhan. Dengan bantuan teknologi penderiaan jauh, pemahaman dan perlindungan kita terhadap persekitaran ekologi akan menjadi lebih tepat dan cekap.