1對(duì)森林資源調(diào)查領(lǐng)域內(nèi)地物波譜研究的必要性認(rèn)識(shí)

現(xiàn)代遙感技術(shù)主要是依據(jù)物體對(duì)電磁波的響應(yīng)特性來(lái)探測(cè)地面物體和現(xiàn)象的。遙感主要是研究地球表面電磁波輻射、散射和反射的環(huán)境信息，以及收集處理與顯示技術(shù)，并用于資源調(diào)查與生產(chǎn)管理。所以遙感技術(shù)的基本問(wèn)題應(yīng)該是研究地表環(huán)境的電磁波信息。

目前遙感圖象在林業(yè)調(diào)查的應(yīng)用上，主要是用目視判讀的方法，根據(jù)影象的形態(tài)特征和色調(diào)特征區(qū)分和識(shí)別土地種類、植被分布等內(nèi)容的，較少考慮地物的電磁輻射的特性，很大程度上是依賴影象所構(gòu)成的形態(tài)結(jié)構(gòu)，判讀效果取決于判讀人員的專業(yè)知識(shí)和對(duì)判讀區(qū)的熟悉程度，是經(jīng)驗(yàn)判讀，在森林資源調(diào)查中諸如樹種、齡組、胸徑、單位蓄積量等主要因子的劃分，單靠現(xiàn)在的目視判讀方法還是達(dá)不到的，也就是說(shuō)缺乏定量的本質(zhì)的依據(jù)。

目前較先進(jìn)的圖象判讀設(shè)備：如假彩色合成儀、假彩色密度分割儀等的應(yīng)用，增強(qiáng)了遙感圖象的某些信息，判讀精度也有一定提高，但仍沒(méi)有脫離以地物形態(tài)特征為主要依據(jù)的經(jīng)驗(yàn)判讀。

筆者認(rèn)為，當(dāng)今遙感已向多波段，全天時(shí)，全天候和周期性覆蓋方向發(fā)展的情況下，單依靠經(jīng)驗(yàn)判讀方法已遠(yuǎn)不能滿足需要了。例如對(duì)陸地衛(wèi)星的TM圖象，獲取的信息主要是地物在不同波段上光譜輻射量的大小，每張TM圖象都可以看作是該光譜段上的地物光譜圖。TM圖象重迭很小不能進(jìn)行立體觀察，因而以形態(tài)結(jié)構(gòu)為主要判讀依據(jù)的經(jīng)驗(yàn)判讀方法不能充分提取TM圖象的豐富信息。

對(duì)于TM圖象，我們可以這樣理解：即每一幅TM圖象都可以看作是由無(wú)數(shù)個(gè)不同灰度級(jí)的象元排列成的一個(gè)巨大的矩陣，每個(gè)象元的灰度就是該象元所對(duì)應(yīng)的地面光譜輻射量的大小。在TM中每一象元相當(dāng)于30×30m的面積，這個(gè)象元的光譜輻射強(qiáng)度決定于象元內(nèi)所有地物目標(biāo)的綜合光譜效應(yīng)，而象元內(nèi)部的形態(tài)結(jié)構(gòu)已不具有什么意義了，象元是基本的圖象單位是不可分的。縱然在宏觀上，TM圖象也表現(xiàn)出了一定的形態(tài)結(jié)構(gòu)特征，可借以判讀地物目標(biāo)，但這種形態(tài)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)實(shí)際上是相同光譜輻射強(qiáng)度的象元組合，即不同灰度象元的界限便構(gòu)成了形態(tài)的邊界。因而TM圖象上的地物形態(tài)問(wèn)題仍然可以看作是地物的光譜輻射問(wèn)題。所以對(duì)于TM（MSS也如此）圖象的判讀應(yīng)用來(lái)說(shuō)，地物光譜特性是較之地物形態(tài)結(jié)構(gòu)更有意義，更為本質(zhì)的信息。

鑒于上述認(rèn)識(shí)，不言而知：在林業(yè)遙感應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)深入開展地物波譜的研究不僅是必要的，而且是迫切的任務(wù)。再者，對(duì)于遙感信息的電子計(jì)算機(jī)自動(dòng)分類識(shí)別及用電子計(jì)算機(jī)對(duì)遙感圖象進(jìn)行各種處理，離開地物波譜特征的研究，就不可能為計(jì)算機(jī)提供參考樣本，無(wú)從實(shí)現(xiàn)識(shí)別任務(wù)。

2林業(yè)遙感波譜研究的范圍

從遙感物理基礎(chǔ)可知，電磁波包括了從短波宇宙射線、γ射線、χ射線、紫外線可見光，紅外、微波直至無(wú)線電波、交流電這樣一個(gè)廣闊的波譜范圍，從理論上講，幾乎所有的電磁波都能應(yīng)用于遙感研究，但限于目前的技術(shù)條件，遙感所用的電磁波譜范圍主要是可見光、紅外和微波這幾個(gè)波段，其中：可見光至近紅外波段、從能量輻射、強(qiáng)度、信息的接收處理，空間分辨率以及解譯效果，他們的地球環(huán)境電磁波信息最易獲取和利用的，也是林業(yè)遙感波譜研究的范圍。各種地物目標(biāo)對(duì)不同波長(zhǎng)的電磁波的吸收、透射和反射的性能以及自身發(fā)射電磁波特性是不同的，如果把不同地物目標(biāo)的電磁輻射性質(zhì)按波長(zhǎng)與輻射強(qiáng)度的關(guān)系繪制成曲線，這便是地物波譜曲線，根據(jù)波譜曲線的峰值范圍的差異來(lái)識(shí)別地物目標(biāo)，則是遙感工作的主要依據(jù)。地物在可見光和紅外波段的電磁波輻射特征屬于光學(xué)范疇，故稱之為地物光譜。在林業(yè)遙感中，對(duì)可見光至近紅外的波段即從0.4～2.5μm的光譜范圍內(nèi)，主要記錄的是地物對(duì)這一波段太陽(yáng)輻射的反射能量的大小，因而地物目標(biāo)的這一特性稱地物的反射光譜；地物在紅外的其他波段，尤其是8～14μm的熱紅外波段因地物的熱學(xué)性質(zhì)的差異造成物體溫度高低的不同，從而發(fā)射出不同的紅外輻射，這屬于地物的發(fā)射光譜。在目前的技術(shù)條件下，可見光至近紅外的遙感技術(shù)在林業(yè)上有較多的應(yīng)用，對(duì)于地物光譜的研究來(lái)說(shuō)，同樣也首先著眼于可見光至近紅外的反射光譜研究。

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審核編輯：湯梓紅