课题基金 / 基金详情

草地植物化学元素高光谱遥感监测技术与机理研究

批准号:
42071303
项目类别:
面上项目
资助金额:
56.0 万元
负责人:
张爱武
依托单位:
学科分类:
遥感科学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
张爱武

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
针对目前草地植物化学元素高光谱遥感监测技术不完善,不准确、不智慧问题,本项目选择内蒙古典型草原开展研究,结合高光谱成像、光谱解译、光谱增强技术,挖掘隐藏在纳米级成像高光谱信号中的弱信息,构建多粒度光谱本征向量;以单位面积上的群落尺度植物性状为媒介,拓展遥感观测与群落植物性状融合技术,解决遥感观测与传统植物性状空间尺度不匹配问题,促进实测的传统植物性状数据有效支撑草地植物化学元素高光谱反演和验证;构建具有明确生态功能、可遥感观测反演的草地植物化学元素参数体系,发展草地植物化学元素光谱识别和精准定量反演的新机制、新方法;研发多粒度光谱本征向量自动处理、传统植物性状尺度拓展与地面-无人机遥感协同观测一体化融合的草地植物化学元素高光谱遥感监测系统。推动遥感数据更好地服务于区域生态环境问题的解决,促进遥感、生态学、全球变化等多学科的发展,形成新的生长点。
英文摘要
To solve the problems that hyperspectral remote sensing monitoring of grassland plant chemical elements is imperfect, inaccurate and unintelligent recently, we will select Inner Mongolia typical grassland to carry out this research work, the main research contents include: Integrate hyperspectral imaging, spectral interpretation, and spectral enhancement technology to extract the weak information hidden in the nano-scale hyperspectral signal and build the multi-granularity spectral eigenvectors; Choose community plant traits in unit area as a basic medium, to mactch remote sensing observation and traditional plant trait measurement, so that these large measured plant trait data can be used into hyperspectral inversion and validation of grassland plant chemical elements; Establish a grassland chemical element parameter system with clear ecological function that can be observed by remote sensing, develop a new mechanism, some new models and methods for spectral identification and precise quantitative inversion of grassland plant chemical elements; develop a hyperspectral remote sensing monitoring system of plant grassland chemical elements, which can be able to automatically process multi-granularity spectral eigenvectors, upscale traditional plant traits and realize ground-based and low-altitude collaborative observation. This research will promote the remote sensing data to better serve the solution of regional ecological environment problems and accelerate the development of remote sensing, ecology, and other disciplines.
草地是我国最大的陆地生态系统,草地可持续发展与国家生态安全息息相关。植物化学元素是重要植物性状之一,是植物生长发育和生态环境变化的指示器,很有必要对草地植物化学元素进行遥感监测。青藏高原、内蒙古高原和黄土高原是我国重要的草原分布区,在维持生态系统结构和功能的稳定性方面具有十分重要的作用。因此,本项目主要选择在我国青藏高原、内蒙古高原和黄土高原上分别沿降水梯度布设的从草甸-草原-荒漠的典型草地生态系统样带和典型草地区域以及其它典型植被区域为研究对象,围绕“草地植物化学元素高光谱遥感监测技术与机理”开展研究,完成的主要研究工作包括:(1)在遥感图像信息增强方面,开发了遥感图像信息增强计算及多模态特征提取方法,从光谱、辐射、空间维度挖掘遥感图像深层多阶多模态特征信息,助力遥感图像在地物遥感分类、理化参量定量反演的应用。(2)在植物性状尺度拓展与响应机制方面,开发了量化植物气孔的排列组合模式,揭示了中国植物硫元素空间变异及其不同器官间的分配规律,探究了器官-群落-区域尺度拓展方法,阐述了中国植被碳含量的优化参数及其在区域碳储量估算的意义,揭示了中国典型草原植被高度组合的普遍规律与区域差异。(3)在草地植物化学元素等关键植物性状参量反演方面,针对典型草地生态系统样带以及典型草地区域,研发了草地地上生物量、碳氮磷、叶绿素、代谢物、钾钙镁、微量元素等系列反演方法,创建了深度强化学习的符号回归遥感反演机制。.本项目通过遥感图像多模态特征增强,提升了草地植物化学元素等植物性状参量的估算精度;探究了草地植被从常量到微量化学元素及复杂代谢物的遥感反演机理;探究了植物性状尺度拓展及其响应机制,揭示了区域植物性状参量估算的意义;对进一步开展区域草地微量元素、重金属、代谢物、盐离子等理化性状参量空间解译具有一定的参考意义和启示作用,给出了学科交叉开展研究的范例。
斜模高光谱成像超分辨率重建机理研究
  • 批准号:
    41571369
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万元
  • 批准年份:
    2015
  • 负责人:
    张爱武
  • 依托单位:
城市三维空间信息一体化建模与表达关键技术研究
  • 批准号:
    40601081
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    28.0万元
  • 批准年份:
    2006
  • 负责人:
    张爱武
  • 依托单位:
国内基金
海外基金