地面農(nóng)業(yè)遙感平臺在能源作物生物量監(jiān)測中的研究與應(yīng)用

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1、地面農(nóng)業(yè)遙感平臺在能源作物生物量監(jiān)測中的研究與應(yīng)用　　中圖分類號：P237文獻(xiàn)標(biāo)識碼：ADOI：10.11974/nyyjs.20150833204　　農(nóng)業(yè)遙感平臺包括航天平臺、航空平臺、地面平臺三種，地面平臺有三角架、遙感塔、遙感車等，主要用于近距離測量地物波普，獲得地物細(xì)節(jié)影像。遙感技術(shù)并不是完美的，受技術(shù)水平、天氣、地理位置、地形等方面的制約，存在著幾何位置和輻射能量上的誤差等問題?！　?遙感技術(shù)與能源作物　　遙感技術(shù)已經(jīng)廣泛運(yùn)用到精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中，給農(nóng)業(yè)管理帶來了革命性的改變。能源作物作為一種可再生能源，污

2、染少、可再生等特點(diǎn)越來越受到國際社會的關(guān)注。針對能源作物的遙感技術(shù)也不斷的發(fā)展進(jìn)步[1]?！　?.1農(nóng)業(yè)遙感技術(shù)現(xiàn)狀　　當(dāng)前農(nóng)業(yè)管理的內(nèi)容包括施肥、除蟲、產(chǎn)量、除草、質(zhì)量、作物生長狀態(tài)監(jiān)視等，都可以通過遙感技術(shù)進(jìn)行監(jiān)測。遙感技術(shù)基于光譜信息的采集，可以發(fā)現(xiàn)人眼觀察不到的信息，比如蟲病感染、營養(yǎng)缺失、農(nóng)藥殘留等。隨著衛(wèi)星技術(shù)的發(fā)展，遙感技術(shù)被廣泛運(yùn)用于土壤調(diào)查、農(nóng)作物估產(chǎn)、水資源調(diào)查等領(lǐng)域。當(dāng)然遙感技術(shù)本身也存在著一些缺陷，如光譜范圍受限制、周轉(zhuǎn)時(shí)間過長、無法實(shí)時(shí)觀測、空間分辨率低等。　　1.2能源作物應(yīng)用現(xiàn)狀

3、　　生物能源指任何非化石生物材料所產(chǎn)生的熱能，可以來自海洋及陸地，包括從廢渣提取的甲烷、從玉米或甘蔗中提取的乙醇和柴火等。能源作物有三大類：糖類和淀粉作物、油類作物和木質(zhì)纖維作物。糖類和淀粉作物方面，小麥和玉米在我國主要用于生產(chǎn)乙醇，乙醇生產(chǎn)成本低，具有很強(qiáng)的市場競爭力；油類作物方面，油菜、蓖麻、向日葵和大豆是主要油脂作物。油料植物分為草本植物和木本植物兩種，我國對于生物柴油的研發(fā)比較晚，但發(fā)展速度較快。目前草本植物方面主要種植大豆和油菜，木本植物方面種植麻風(fēng)樹、綠玉樹、光皮樹、山楓子；木質(zhì)纖維作物方面，多數(shù)

4、木質(zhì)纖維素類作物人處于開發(fā)和篩選階段，大規(guī)模種植技術(shù)和運(yùn)輸問題也需要解決。Miscanthus由于養(yǎng)分需求少、不侵蝕環(huán)境、水量需求低等特點(diǎn)，已成為我國最具潛力的可再生能源[2]?！　?地面農(nóng)業(yè)遙感平臺在能源作物生物量監(jiān)測中的研究與應(yīng)用　　2.1地面遙感技術(shù)監(jiān)測能源作物應(yīng)用現(xiàn)狀　　與其他農(nóng)作物監(jiān)測采用的方法一樣，能源作物遙感監(jiān)測的方法包括衛(wèi)星、小型飛機(jī)、地面遙感裝置三種，各有優(yōu)劣。衛(wèi)星拍攝范圍大但是分辨率低、周轉(zhuǎn)時(shí)間長；小型飛機(jī)工作環(huán)境靈活，時(shí)間靈活，但存在著地域局限性?！　?.2地面農(nóng)業(yè)遙感平臺在能源作物生物

5、量監(jiān)測中的研究與應(yīng)用　　地面平臺包括三角架、遙感塔、遙感車、遙感船、建筑物頂部裝置等，用于近距離捕捉地物細(xì)節(jié)影像和地物波普。目前地面遙感平臺的遙感塔搭建用的是高光譜分辨率的傳感器，放置在38m高的云臺上，可進(jìn)行水平360°垂直90°的轉(zhuǎn)動(dòng)，鋼塔一般設(shè)置在能源作物的中間，以方便進(jìn)行全方位的觀測。相比于其他遙感方式的不足，一塔式的獨(dú)立遙感系統(tǒng)具有空間分辨率高、時(shí)間周轉(zhuǎn)快、光譜分辨率高的特點(diǎn)?！　〉孛孢b感平臺也存在圖像幾何失真，遙感圖像輻射失真等缺陷。造成圖像幾何失真主要原因有以下幾點(diǎn)：遙感平臺的運(yùn)行狀態(tài)；地球本

6、身對遙感圖像的影響；傳感器內(nèi)部失真；平臺高度變化，軌道偏移和姿態(tài)變化等。造成圖像輻射失真的原因有：傳感器靈敏度特性引起的失真、太陽高度和地形引起的失真、大氣因素引起的失真等，可通過糾正輻射亮度來消除輻射誤差。　　為了加強(qiáng)遙感圖像的精確性，必須消除這些誤差。消除幾何誤差有兩種方法：建立幾何失真的數(shù)據(jù)模型，利用數(shù)學(xué)模型消除幾何失真；收集實(shí)地地物的真實(shí)坐標(biāo)值，確定真實(shí)值與失真后圖像間的關(guān)系，以校正失真誤差。在實(shí)際操作中，通常會把兩者連起來用。首先建立一個(gè)幾何失真的數(shù)學(xué)模型，建立失真圖像與標(biāo)準(zhǔn)圖像之間的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)不同

7、圖像空間中象元位置變換；然后利用這種對應(yīng)關(guān)系把失真圖像中的象元轉(zhuǎn)化到標(biāo)準(zhǔn)空間中，主要有直接轉(zhuǎn)換法和重采樣法兩種手段?！　?結(jié)語　　基于對地面遙感平臺在能源作物中的監(jiān)測方面的研究，本文介紹了遙感技術(shù)的現(xiàn)狀、我國能源作物的現(xiàn)狀、遙感技術(shù)存在的問題、地面遙感平臺的搭建、如何消除遙感圖像誤差和失真問題等。對于能源作物的研究我們必須重視起來。遙感技術(shù)為我們實(shí)現(xiàn)能源作物的精細(xì)化管理提供了工具，使我們能夠進(jìn)行大量的農(nóng)田實(shí)驗(yàn)，為我們進(jìn)一步提高能源作物的產(chǎn)量做出了貢獻(xiàn)。