摘要:遥感技术克服了地面测量在时间和空间上的限制,增强了大规模生物多样性监测,并可以同时评估多种植物性状。每个个体的全部性状及其随时间的变化都是特定的,可以揭示有关森林群落遗传组成的信息。在空间和时间上连续测量同一物种个体之间的性状变异是监测遗传多样性的关键组成部分,但很难用地面方法实现。如果能够建立光谱和遗传信息之间的充分联系,使用成像光谱的遥感方法可以提供高光谱、空间和时间覆盖,以推进遗传多样性的监测。我们评估了 11 年来从瑞士同一温带森林上空 69 次机载棱镜实验 (APEX) 飞行中获得的欧洲山毛榉单株树的反射光谱。我们获得了 68 棵冠层树的反射光谱,并将这些光谱的差异与 68 个个体中微卫星标记得出的遗传差异关联起来。我们计算了不同时间点、波长区域和波长区域之间相对差异的相关性。高相关性表示光谱遗传相似性高。然后,我们测试了从几天到几年的时间尺度上获得的环境变量对光谱遗传相似性的影响。我们对辐射测量进行了不确定性传播,以提供这些相关性的质量指标。我们观察到遗传相似的个体具有更相似的反射光谱,但这在不同的波长区域和不同的环境变量之间有所不同。受水吸收影响的光谱短波红外区域似乎提供了有关高温下种群遗传结构的信息,而光谱的可见部分和受树冠散射特性影响的近红外区域在较长时间尺度上显示出与遗传结构更一致的模式。在研究光谱带之间的相对差异(最大相关性:0.40)时,遗传相似性与反射光谱相似性的相关性比研究反射数据(最大相关性:0.33)时更容易检测。结合光谱测量的不确定性,基于单个光谱带的分析的光谱遗传相似性提高了 36%,光谱带之间的相对差异提高了 20%。这项研究突出了密集多时相机载成像光谱数据在检测森林群落遗传结构方面的潜力。我们认为,观察到的反射光谱的时间轨迹表明植物对环境变化的反应存在生理和可能的遗传限制。
ISRSE39 - OP006 基于遥感的西非植被生产力和植被结构评估 Gessner, Ursula 德国航空航天中心 (DLR, DFD) ISRSE39 - OP007 确定澳大利亚广阔区域种植和休耕模式的季节动态 Zhao, Yan 昆士兰大学 ISRSE39 - OP008 支持政策对土耳其和保加利亚跨境地区农业土地利用和生产的影响 Ozdogan, Mutlu 威斯康星大学麦迪逊分校 ISRSE39 - OP009 对农田向太阳能农场和其他土地转型的评估使用 RS、GIS 和 ANN-CA 进行土地利用/覆盖 Principe, Jeark Armingol 菲律宾迪利曼大学 SRSE39 - OP010 使用 PLANETSCOPE 数据在异质农业景观中进行土地利用/土地覆盖分类 Bueno, Inacio Thomaz 坎皮纳斯大学 ISRSE39 - OP106 希腊高专题和空间分辨率年度土地覆盖和作物类型制图 Karakizi, Christina 曼彻斯特城市大学
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陆地总初级生产力 (GPP) 在全球碳循环中发挥着重要作用,但光合作用的空间和时间变化的量化仍存在很大不确定性。我们的工作旨在研究遥感技术在精细空间分辨率下为植物光合作用提供新见解的潜力。这一目标是通过利用荧光探测器 (FLEX) 机载演示器 HyPlant 获得的高分辨率图像实现的。传感器飞过一片混合森林,收集的图像经过精心设计,获得了两个独立的植物光合作用指标。首先,成功获取了研究区域森林红光和远红光峰的太阳诱导叶绿素荧光 (F) 图,叶绿素荧光是植物光合作用的一种新指标 (r 2 = 0.89 和 p < 0.01,r 2 = 0.77 和 p < 0.01,与飞行过程中同步获取的冠层顶部地面测量值相比)。其次,使用定制版耦合生物物理模型呼吸地球系统模拟器 (BESS) 得出 GPP 和吸收光合有效辐射 (APAR) 图。该模型由机载关键森林特征图 (即叶叶绿素含量 (LCC) 和叶面积指数 (LAI)) 和气象数据驱动,为研究地点的感兴趣变量提供高分辨率快照。通过优化的基于查找表的 PROSPECT-4-INFORM 辐射传输模型反演,准确估算了 LCC 和 LAI(分别为 RMSE = 5.66 μg cm −2 和 RMSE = 0.51 m 2 m −2),确保准确表示生态系统功能决定因素的空间变化。然后分析测量的 F 和建模的 BESS 输出之间的空间关系,以解释区域尺度上生态系统功能的变化。结果表明,远红 F 在空间域中与 GPP(r 2 = 0.46,p < 0.001)和 APAR(r 2 = 0.43,p < 0.001)显着相关,并且这种关系是非线性的。相反,红光 F 与 GPP 或 APAR 之间没有发现统计学上显著的关系(p > 0.05)。在高分辨率下发现的空间关系为空间异质性在控制远红光 F 与 GPP 之间关系中的关键作用提供了宝贵的见解,表明需要在更粗的分辨率下考虑这种异质性。
沿海泻湖和河口区域的动态特点是生物和物理过程之间的微妙平衡,理解和监测此类过程需要在广泛的时间和空间尺度上进行观测。在此背景下,遥感技术非常有利,可以克服传统现场点观测的空间限制,为更好地了解相关生物地貌过程以及校准和验证空间分布的水动力和传输模型提供新的机会。但是,浅水区悬浮颗粒物 (SPM) 浓度的遥感必须克服与以下方面相关的困难:i) 底部反射的影响,这可能会干扰准确检索;ii) 准确了解悬浮物光学特性的必要性,以及 iii) 对与所产生的估计值相关的不确定性进行评估的重要性。本研究提出了一种使用简化的辐射传输模型来估计泻湖/河口水域中 SPM 浓度的方法。我们使用基于交叉验证和引导技术的校准/验证方法来提供模型参数的统计合理确定,并评估由不准确的确定以及对底部沉积物反射率的不确定知识引起的不确定性。