Использование гиперспектральных камер для контроля состояния водно-болотных угодий
Водно-болотные угодья – это бесценные экосистемы Земли, однако их площадь и качество ухудшаются под влиянием как природных процессов, так и деятельности человека. В связи с этим, применение гиперспектральной съемки для изучения и охраны водно-болотных угодий становится крайне важным. Гиперспектральная технология позволяет получить подробные и непрерывные данные о спектральных характеристиках объектов на поверхности. В отличие от традиционных мультиспектральных методов, она обеспечивает более богатую и точную информацию об объектах на земле.
Преимущества и перспективы гиперспектрального дистанционного зондирования
Гиперспектральное дистанционное зондирование – это один из самых значительных технологических прорывов в области наблюдения за Землей за последние два десятилетия и передовая технология в современной дистанционной съемке. Благодаря разнообразию, сложности и динамичности водно-болотных угодий, они представляют собой отличный объект для исследований с использованием гиперспектральной съемки. Если новые технологии и методы, разработанные на основе исследований водно-болотных угодий, будут применяться и в других областях, это поспособствует расширению понимания и повышению эффективности использования гиперспектрального дистанционного зондирования.
Основные области применения гиперспектральной съемки для мониторинга и классификации водно-болотных угодий
1. Классификация типов водно-болотных угодий: Гиперспектральная съемка обеспечивает точное определение типов водно-болотных угодий на основе спектральных характеристик растительности и воды. Это позволяет получить более точное представление о распространении и типах водно-болотных угодий, что создает научную основу для их охраны и управления.
2. Идентификация растительности водно-болотных угодий: Растительность является ключевым компонентом экосистем водно-болотных угодий. Гиперспектральная съемка позволяет идентифицировать различные виды растительности, например, болотную и водную растительность, а также отслеживать их состояние. Это важно для защиты биоразнообразия и поддержания устойчивости экосистем водно-болотных угодий.
3. Мониторинг качества воды в водно-болотных угодьях: Качество воды играет важную роль в поддержании здоровья экосистем водно-болотных угодий. Анализ спектральных характеристик воды с помощью гиперспектральной съемки позволяет в режиме реального времени оценивать качество воды, определяя такие параметры, как концентрация хлорофилла, взвешенных веществ и прозрачность.
4. Инверсия биохимических параметров растительности водно-болотных угодий: Гиперспектральная технология дистанционного зондирования позволяет определять биохимические параметры растительности водно-болотных угодий, такие как содержание хлорофилла и индекс площади листьев. Эти параметры отражают состояние роста и здоровья растительности водно-болотных угодий и имеют большое значение для оценки здоровья экосистемы водно-болотных угодий и прогнозирования тенденций её изменений.
5. Оценка параметров почвы водно-болотных угодий: Почва водно-болотных угодий является основой экосистемы водно-болотных угодий. Гиперспектральная технология дистанционного зондирования может оценивать содержание органического вещества в почве и содержание воды путем анализа спектральных характеристик почвы. Эти параметры имеют большое значение для понимания качества почвы водно-болотных угодий и оценки здоровья экосистемы водно-болотных угодий.
Технологический процесс гиперспектрального дистанционного зондирования
Технологический процесс гиперспектрального дистанционного зондирования для мониторинга и классификации водно-болотных угодий можно разделить на следующие этапы: получение гиперспектральных данных, предварительная обработка данных, извлечение информации из изображений, тематическое картографирование информации о водно-болотных угодьях, тематический анализ. Полученные тематические карты могут предоставить исследователям богатую географическую информацию для проведения целенаправленных исследований в области водно-болотных угодий.
Применение гиперспектральной съемки в мониторинге водно-болотных угодий
Для сбора данных с водно-болотных угодий использовалась гиперспектральная камера БПЛА компании Hangzhou Color Spectrum.
Данные подвергаются предварительной обработке, как показано на рисунке ниже.
Проводится анализ данных NDVI.
Инверсия модели качества воды и подгонка данных.
