大麻植物冠層光譜特征研究_田亦陳

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1、第30卷,第12期光譜學(xué)與光譜分析Vol.30,No.12,pp3334-33372010年12月SpectroscopyandSpectralAnalysisDecember,2010大麻植物冠層光譜特征研究11,2＊11田亦陳,賈坤,吳炳方,李強(qiáng)子1.中國科學(xué)院遙感應(yīng)用研究所,北京1001012.中國科學(xué)院研究生院,北京100049摘要大麻是一種特殊的經(jīng)濟(jì)作物,具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域,準(zhǔn)確掌握我國大麻種植面積與空間分布,對國家制定大麻產(chǎn)業(yè)政策具有重要的參考價值。遙感技術(shù)是大范圍內(nèi)大麻監(jiān)測的一種潛在手段,但是對大麻光譜特征少有研究

2、。利用ASDFieldSpec便攜式光譜儀實測的大麻植物及常見作物的冠層光譜數(shù)據(jù),系統(tǒng)分析了大麻植物冠層光譜特征,并采用差異分析的方法,探明其遙感探測的最佳波段和所需的波段光譜分辨率,為大區(qū)域范圍內(nèi)的大麻植物遙感識別提供了理論基礎(chǔ)。研究表明,大麻植物在530,552,734,992,1213,1580和2199nm附近冠層光譜反射特征與其他植物有較大差異,且在734nm附近與其他植物有最大反射率差異。光譜分辨率在可見光和近紅外波段需要30nm或更窄,在中紅外波段需要50nm或更窄。關(guān)鍵詞大麻;光譜特征;冠層中圖分類號:S127文

3、獻(xiàn)標(biāo)識碼:ADOI:10.3964/j.issn.1000-0593(2010)12-3334-04可靠手段,具備快速發(fā)現(xiàn)和精確定位的優(yōu)勢。地物波譜特征引言是遙感技術(shù)應(yīng)用的物理基礎(chǔ),對于地物分類、特定目標(biāo)識別具有指紋效應(yīng),是建立地面與空間兩種信息之間關(guān)系的橋大麻(CannabissativaL.),屬大麻科,為一年生草本植梁。不同地物光譜反射率曲線是地物對電磁波反射或發(fā)射差物,是人類最早種植的作物之一。由于其種植簡便,生長迅異的集中體現(xiàn),對地物光譜特征的研究是研究遙感成像機(jī)速,適應(yīng)性強(qiáng),世界各地均有廣泛的種植。大麻植物本身具理,

4、選擇遙感儀器最佳探測波段、研制遙感儀器,以及遙感有很多優(yōu)異特性使大麻全身都可以為人類所用,有重要的農(nóng)圖像分析、數(shù)字圖像處理的最佳波段組合選擇、專題信息提用和藥用價值,廣泛地應(yīng)用于紡織業(yè)、造紙業(yè)、食品、藥品取和提高遙感精度等的重要依據(jù)。不同植被類型由于組織結(jié)等工業(yè)領(lǐng)域[1]。然而,由于大麻中所含的四氫大麻酚(THC)構(gòu)不同,季相不同,生態(tài)條件不同而具有不同的冠層光譜特化學(xué)成分對人體具有麻醉、興奮大腦與催眠作用,被一些人征,這些特征是遙感識別特定植被的基礎(chǔ),國內(nèi)外學(xué)者對不當(dāng)作毒品利用[2]?！堵?lián)合國禁止非法販運麻醉藥品和精神藥[4-

5、10]同植被的冠層光譜特征展開了廣泛的研究。物公約》有關(guān)條款明確規(guī)定:大麻植株中四氫大麻酚含量<鑒于目前國內(nèi)外對大麻植物冠層光譜特性研究尚十分少0.3%的,不具備提取THC毒性成分價值的,才可以進(jìn)行規(guī)見,本研究選擇實驗區(qū)種植的大麻植物及周邊其他作物,對?；N植與工業(yè)化利用。隨著社會的進(jìn)步和人類對自然界認(rèn)其冠層光譜進(jìn)行觀測。進(jìn)而分析大麻植物的冠層光譜特征,識的加深,大麻纖維以其獨特的天然保健性能受到了國內(nèi)外探明大麻植物遙感識別的最佳探測波段,為提高大麻植物的的廣泛關(guān)注,掀起了對大麻性狀及應(yīng)用的研究熱潮。我國是遙感識別精度奠定了理論

6、基礎(chǔ)。大麻纖維的主要生產(chǎn)國,大麻產(chǎn)地遍布全國,以北方為多。近年來我國大麻產(chǎn)量已經(jīng)占世界大麻產(chǎn)量的1/3左右,居世1數(shù)據(jù)獲取與處理界第一位[3]。因此,準(zhǔn)確掌握我國大麻種植面積與空間分布,對于國家制定大麻產(chǎn)業(yè)政策、控制大麻濫用具有重要的1.1實驗樣本參考價值。根據(jù)大麻冠層光譜特征研究需要,選擇在中國科學(xué)院禹遙感技術(shù)為大范圍內(nèi)對大麻種植分布監(jiān)測提供了有效、城野外觀測試驗站進(jìn)行大麻種植實驗,共安排5塊5m×5m收稿日期:2009-11-28,修訂日期:2010-02-26基金項目:國家“十一五”科技支撐計劃課題項目(2006BAK09

7、B01)資助作者簡介:田亦陳,1978年生,中國科學(xué)院遙感應(yīng)用研究所助理研究員e-mail:tianyichen@irsa.ac.cn＊通訊聯(lián)系人e-mail:jiakun@irsa.ac.cn第12期光譜學(xué)與光譜分析3335的方形大麻種植地塊,種植品種為云麻1號、云麻2號、云收和發(fā)射特性的集中體現(xiàn)。地物光譜研究是遙感理論研究和麻4號、內(nèi)蒙大麻和寧夏大麻五種。大麻植物生長期自5月應(yīng)用研究的基礎(chǔ)[11],是連接地表信息與空間遙感信息之間初開始,8月底開花,10月初成熟。大麻自出苗到成熟,植關(guān)系的紐帶。植被對電磁波的響應(yīng)是由其化學(xué)特

8、征和形態(tài)學(xué)株的最大高度可以達(dá)到3.5m。中國科學(xué)院禹城野外觀測試特征決定的,這種特征與植被的發(fā)育、健康狀況以及生長條驗站位于山東省禹城市,該地區(qū)屬暖溫帶半濕潤季風(fēng)氣候件密切相關(guān)。不同植被類型,由于其葉面積大小、葉子色素區(qū),多年平均氣溫13.1℃,降雨量582mm