西鄂尔多斯主要荒漠灌木高光谱特征识别研究1.0-莱森光学

引言

本研究以保护区内5种主要荒漠灌木（沙冬青、霸王、四合木、半日花、蒙古扁桃）为研究对象，通过实测冠层光谱数据结合室内叶绿素含量测定：研究保护区内5种主要荒漠植物光谱曲线共性及其差异性；基于高光谱数据结合差异敏感波段对荒漠植物进行识别；分析荒漠植物与叶片叶绿素相关性，根据相关性大小结合敏感波段对叶绿素进行模型预测；分析保护区内常绿阔叶灌木沙冬青光谱特征随季节变化体现规律性变化特征；对沙冬青不同龄级光谱共性及差异性进行分析，得出规律特征，期望为荒漠植物的生长监测及高光谱遥感解译提供基础数据。

高光谱技术的存在对高光谱遥感监测至关重要，相比较于传统的调查方法，其具有在不破坏植物生长的前提下，快速提取植物光谱信息反应植物生长状态的优势。尤其是在野外调查存在高山、沙漠等难以达到的地方，高光谱技术的使用能进一步无损、快速获取植物信息，监测其生长状况。众所周知，不同荒漠植物由于体内结构组成、养分状况及地域差异，其光谱反射率也表现为不同状态。近年来，国内外学者就植物光谱反射率反映其生长状况已经开展了大量研究，并取得较大成果。

材料与方法

2.1 研究区概况

2.1.1 地理概况

研究区位于鄂托克旗的西鄂尔多斯国家级自然保护区，地理位置处于东经 106°40'-107°44'，北纬 40°13'-26°10'，南北长约 150km，东西宽约123km，总面积为11920.5km2。凭借独特地理位置优势，成为我国温带草原向荒漠过渡的关键性地带。地势比较高，黄河水由南向北径流而过，东南面由鄂尔多斯市高原与桌子山环绕，一年降雨量较少，气候较干燥，日照丰富，气温较高，年平均气温9.3℃左右。

图 1研究区示意图

2.1.2 气象概况

研究区属于温带大陆性季风气候，日照数相对强，达到 3000 小时左右。具有明 显的四季交替，无霜期不长，降水量不大且不均匀，蒸发量较大。年均气温达到6.4℃， 年降水量一般为 250mm 左右，年蒸发量3000mm 左右，降水大部分分布于7-9 月，一年无霜期大致为122天。

2.1.3 地形

研究区的海拔高度达到 949-2064m，地形地貌较复杂，主要由沙滩丘陵、冲积平 原、石山丘陵和片状高平原等组成。该区域山体主要由南北走势为主。外界条件比较干燥，风沙较大，对周围环境具有较强的风蚀性。在其周围有一座桌子山，桌子山与周围的丘陵、山岭形成环绕，正是这些复杂的地质环境为其提供了更为丰富的小生境。

2.1.4 植物种类

经调查得出自然保护区内共有野生植物 335 种，65 科 188 属。通过资料及文献 研究得知属于国家级重点保护植物有：四合木、半日花、绵刺、沙冬青、革包菊、蒙古扁桃、胡杨。

2.1.5 土壤类型

因为研究区内地貌类型多样且复杂，其土壤类型也相对复杂，除了主要的棕钙土存在外、还大量存在着潮土、石质土、粗骨土、风沙土等类型。

2.2 实验方法

通过使用地物光谱仪，对保护区内测定的五种植物生物生态学特点介绍如下：

（1）蒙古扁桃：是蔷薇科桃属灌木树种，是荒漠植物中的稀有种类。一般5月份开花，8 月份结果，可进行扦插繁殖。

（2）沙冬青：我国北方荒漠唯一常绿阔叶灌木，已经被我国列入二级濒危保护植物。主要凭借种子进行传播，花期一般4~5月份，5~6月结果，花色为黄色，种子肾形，果荚分为开裂平展、扭曲，以及不开裂型，耐旱，对阿拉善地区环境起到不可或缺的作用。

（3）霸王：是蒺藜科霸王属灌木树种，集中分布于干旱贫瘠等条件地区，在干旱区表现为主要造林树种。一般4、5 月份开花，绿色，7、8月份结果。

（4）半日花：是古老珍稀濒危的残遗种，相对于其他物种来说面积分布区域较小，其地上部分呈现红色，可应用于染色，种子具棱角。半日花对中国荒漠植物的起源具有重要研究价值。

（5）四合木：是荒漠化地区的强旱生灌木，其可作为珍稀 濒危植物中最有资历的古老孑遗种，属于植物界的国宝“活化石”。目前在内蒙古乌海市集中分布，有1万hm2左右。主要在5~6 月份开花，7、8 月结果。本研究实验点位于西鄂尔多斯国家级自然保护区，为取样精准合理，选取保护区内5中主要荒漠灌木各50处采样点，使其均匀分布于研究区内。为了进一步降低误差，每种植物每组每次采集分别采集10条光谱曲线，共采集30组用于试验分析。经处理后随机选取10组用于数据分析，剩余用来进一步识别精度验证数据正确性，采集的植被样本统计如表1所示。

表 1采集样本统计表

当进行光谱数据测定时，需要选择测定时间集中于10：30~14：30 时且天气晴朗无风、云等条件干扰的情况下进行，避免太阳高度角对目标物反射率产生影响。为了减少误，我们需要设定好视场角为25°，并且在观测过程中每隔15min左右需要将白板校准。在测定时，需要将参照白板调到水平状态，测定过程中光谱仪镜头距离被 测物以及白板的距离高度达到20cm，根据需要配备配套光纤探头，每次测量时被测 样本必须达到十条数值，将其平均值作为标准值。在野外测定时，受外界条件的影响有时光谱数值会产生较大的波动，我们需要经过分析将波动性较大的数值剔除，避免 影响整体数值。在野外进行光谱测量时，对目标物所测定的值为光谱的反射值，需要进一步将测定值与参照物反射率的比值界定为目标物的相对反射率，如公式(3-1)所示

公式中，Ri表示在波长范围i处的光谱反射率；Ii是在波段i处的光谱反射量；Ii0是白板（参照板）在波段i处的光谱反射量；ρi表示为波段i处的光谱校正系数。

2.2.1主要荒漠植物叶片叶绿素含量测定

植物叶片的采集与光谱测定同时进行。以光谱测定植株为依据，选择光谱测定范围内各个方向大小均匀叶片采集，结束后将叶片放置于黑暗、低温条件迅速带回实验室进行下一步工作。进行叶绿素测定时，先将叶片用蒸馏水洗净、擦干，减去叶片主脉部分，剩余部分剪碎混匀，用天平快速称取0.2g（可根据实验含量进行用量增减） 样品置于25ml试管中，加10ml左右80%无水乙醇溶液，放置在常温状态且避光环境24h（或 80℃恒温水浴锅）直到叶片绿色全部褪去，再向其加入80%无水乙醇定容到25ml，最终溶液为植物叶绿素提取液。将溶液倒入比色皿中，使用紫外分光光度计测定其在663nm,645nm和440nm 波长处的吸光度(A)。计算公式：

由此可得：Chl(Car ) (mg/g)=浓度(mg/L)*提取液体积(ml)/样品鲜重(g) *1000。

公式中：Chl-a表示叶绿素a含量，Chl-b 表示叶绿素b含量，Chl-ab 表示叶绿 素总含量，Car.表示类胡萝卜素含量；A440代表440nm处的吸光度，A645代表645nm处的吸光度，A663 代表663nm处的吸光度；再通过计算将色素含量表示为每克叶片 的毫克数（单位：mg/g）。

结果和分析

3.1 荒漠灌木高光谱特征分析

3.1.1 荒漠灌木叶片色素含量比较

为研究保护区内不同荒漠植物光谱对叶绿素含量变化的响应规律，对保护区内5种主要荒漠植物叶片进行采集并对其色素含量进行测定，结果如图2所示，5种荒漠 植物在采样期间内色素含量差异较大，均为叶绿素总量〉叶绿素 a〉叶绿素 b〉类胡萝卜素。其中蒙古扁桃叶绿素总量最大，达到22%左右，四合木与霸王相对较低，为 10%左右。

图 2不同荒漠灌木叶片色素含量变化

3.1.2 荒漠灌木光谱特征共性分析

由于自身形态特征、内部细胞构造及叶片结构的特殊性，导致植物显现出区别于水体、土壤及其他物体光谱反射率的不同。据分析得知，植物光谱特征所具备的特殊性不仅与自身生长状况相关，还很大程度受环境的影响。正是凭借这些特殊性，所有的地物都应存在各自的特殊光谱曲线；相同，凭借每种植物光谱曲线的特殊性，在 植物特征识别过程中可以通过这些差异性对其进行有效识别，判断植物生长状况。图3是西鄂尔多斯国家级保护区中主要荒漠灌木与普通绿色植物光谱曲线比较，将荒漠植物光谱曲线经过预处理后，发现其光谱曲线在整个波长范围内与普通绿色植物大致接近，但在可见光波长范围里表现较强的差异性。荒漠植物的光谱反射率表现 出较一般植物高的特征。

图 3荒漠灌木与一般植物光谱比较图

（1）植物在 400~780nm 的可见光波长区域内，其光谱曲线的走势大部分受植物体内色素含量的多少决定，这其中叶绿素含量起主导性。在此波段范围内植物大部分光被叶绿素吸收导致其反射率较低，当波长达到450nm处的蓝光区域以及650nm的红光范围内，此波段的光主要都被叶绿素吸收，因此在光谱曲线图上就会呈现出两个向下凹陷的强吸收谷，当植物处于这两个波长范围的中心点550nm处时，叶绿素就会对植物表现出强反射作用，使其呈现出1个凸起的反射峰，这也就是我们平常看到的植物为什么呈现绿色的原因。当植物趋近670~760nm波长范围的近红外波段，其 光谱特征主要由植物内部结构特征显现，此波段曲线表现为急剧上升趋势，反射率远大于可见光波段，相对吸收的较少，这就是我们通常所说的“红边”区域现象。此波段被广泛用于高光谱特征研究。（2）当植被光谱曲线达到780~2500nm范围的近红外波区域，光谱曲线总体呈现出较高的反射率，只有少量的被吸收。在 800~1300nm的波长区域范围，由于植物体内水分的吸收作用，导致该波段的光谱曲线总体表现出类似水“波浪”的形态特征。当曲线达到大于1300nm 的波段区域，植物的光谱曲线反射率受到叶片含水量的吸收作用，导致其光谱曲线迅速下降，尤其是在 1400nm和1900nm附近的水分强吸收区域，受到其影响最终形成两个强吸收谷状态。

3.1.3 荒漠灌木原始光谱特征分析

众所周知，植物光谱曲线大部分是以其特定的细胞结构和分化组织决定，正是这种特殊性对植物生长生存状态、周围环境产生不可或缺的作用。在可见光波长区域内，各种各样的色素对光谱曲线起决定性作用，其中叶绿素起主要作用。处于近红外波长范围内，植物光谱的特殊性主要是受叶片吸收水分的影响，此区域为水分吸收范围，水分含量的不均匀性使其表现出现“峰谷”交叉出现特征。5 种荒漠植物原始光谱曲线如下图 4 所示。

图 4主要荒漠灌木光谱曲线图

由图4可得，5种荒漠灌木反射率在350~2400nm范围内变化趋势总体一致。按波长的增减趋势来看，5种荒漠植物的光谱曲线总体呈现“五谷两峰”状态，光谱差异较明显的区域主要存在于可见光波长450~650nm内的叶绿素强吸收区域及水分强吸收区域（980nm，1180nm，1455nm 附近）。在 450nm 波长范围内产生第一个吸收谷，此波段为可见光区域，因为荒漠植物叶片叶绿素吸收一部分蓝光导致的。在 550nm 波长范围左右光谱曲线呈现第一个峰值，这是主要是植物叶片对绿光吸收较少，形成了强反射导致的，因此，这也是人眼看到的植物是绿色的原因。当光谱曲线出现在680nm范围左右由于植物色素对红光 吸收较多引起第 2个吸收谷，当植物曲线处于近红外波段时，5 种植物均出现较明显 的上升趋势，光谱曲线出现“陡坡”状态达到“红边”区域。光谱曲线在900nm附近由于植物叶片内部结构差异性出现第2个峰值，曲线差异较明显。在980nm、 1180nm、1455nm波长范围由于对水分吸收状况的出现了三个较强吸收谷。由图5可得五种荒漠植物光谱反射率差异较大的波段有四个：1)550~654nm，反射率为霸王值最大，接着为四合木、沙冬青、蒙古扁桃以及半日花；

2)750nm-1070nm，光谱反射率大小顺序为半日花值最大，其次为霸王、蒙古扁桃、沙冬青，四合木最小；

3)1180nm-1270nm 区段，此波段顺序为半日花依旧最大，接着为蒙古扁桃、沙冬青、 霸王，四合木最小；

4)1650nm-1790nm 附近，光谱反射顺序沙冬青最大，蒙古扁桃、 半日花、霸王次之，最后为四合木。可见，不同荒漠植物光谱差异波段主要集中在可见光及近红外波段，这将为今后利用光谱进行不同荒漠植物识别奠定基础。

3.1.4 荒漠灌木导数光谱特征分析

3.1.4.1 主要荒漠灌木一、二阶光谱特征分析

如图 5、6 所示，原始光谱曲线经变换得到微分光谱曲线，它能反映出一段时间 范围内植物光谱曲线增减变化速度，作为判断植物差异的重要依据。

图 5荒漠灌木一阶微分光谱图

图 6荒漠灌木二阶微分光谱图

处于可见光区域 内，5 种植物的光谱反射率随波长的增加在不断出现增长趋势，在 520nm 波长曲线范 围内表现出对叶绿素弱反射强吸收能力，对比图可得出，霸王以及半日花出现出绿光的强反射能力。四合木和沙冬青对绿光反射能力较弱。植物光谱反射率在 720nm 附近增速的快慢表示“红边效应”的强弱，图中霸王、半日花和蒙古扁桃在“红边”范围内 光谱反射率增速较快，而四合木和沙冬青增速较慢。5 种植被一阶微分光谱曲线出现正负值交替出现，查阅资料得知值为负时表示此 区域反射率呈现减速，本实验通过分析得知植物在 1100nm 和 1350nm 波长范围植物 的光谱值降低最大。但变化幅度较小，1100nm 附近半日花和四合木光谱反射率减速达到最大，1350nm 附近半日花和霸王光谱反射率减速达到最大。

3.1.4.2 主要荒漠植物光谱特征参数分析

三边参数是一阶导数变换之后反映植物某些波段特征的指标参数，同时也是植物不同于其它地物以及区分彼此之间差异的指标参数，通对保护区五种荒漠植物三边参数进行统计，以期更准确的区别它们导数光谱数据间的差异及变化特征，结果如表 2 所示。

表 2 保护区主要荒漠灌木三边参数统计表

经过对表 2 分析，5种主要荒漠灌木红边幅值总体差异较大，半日花(0.902)〉蒙古扁桃(0.556)〉霸王(0.468)〉四合木(0.396)〉沙冬青（0.281），其中半日花较其他值最明显，其余 4 种差异较小。对于蓝边幅值Db来说，霸王(0.259)〉半日花(0.159)〉蒙古扁桃(0.112)〉四合木 (0.092)〉沙冬青（0.073），其中霸王的数值偏大，最大值（霸王）与最小值（沙冬 青）相差约 0.186；5 种植物黄边幅值总体呈现为：霸王(0.098)〉四合木(0.046)〉沙冬青(0.042)〉蒙 古扁桃(0.038)〉半日花（0.019），五种荒漠植物中，霸王黄边幅值最大且为正值， 相比较前面两种参数，黄边幅值 Dy 的差异还是很大的，霸王与其他 4 种相比差异较大。对于三边面积来说，五种荒漠植物的红边面积 SDr 为半日花(38.662)〉霸王 (29.902)〉蒙古扁桃（26.187）〉四合木（17.872）〉沙冬青（12.377），从结果看区分较明显；蓝边面积 SDb 中，霸王数值为 7.121，半日花值为 4.430，剩余三种植被均小于 4，霸王和半日花较易与其他三种植物区分开；五种荒漠植物的黄边面积 SDy 中，其中最大的是半日花为 1.810，最小为四合木 0.480，五种荒漠植物数值差异不大。在分析植物光谱曲线时，三边位置（红黄蓝）中红边为参与讨论最多，经过计算得出 5 种植物红边位置呈现为：沙冬青(720nm)＝霸王（720nm）〉半日花(719nm)〉 四合木(719nm)〉蒙古扁桃(718nm)，五种荒漠植物沙冬青和霸王红边位置相近，半日 花和四合木红边位置相近。在分析实验结果过程中得知，植物在生长过程中由于自身条件、环境因素、季节状况以及病虫害的影响，植物的叶片颜色会展现不同状态，导致 WPr 变现为“蓝移”状态；在生长旺盛期，植物体内含量养分充足，叶绿素增大， WPr 会向近红外波段移动。在 WPr 移动的过程中我们发现 5 种植物都存在蓝移趋势， 猜测主要是受土壤等环境因子所导致的，蓝边位置 WPb 中，5 种植被曲线大致集中 在 550nm 范围，差异较小，而在黄边位置中，与蓝边位置相似，五种荒漠植被霸王 (678nm)、沙冬青(676 nm)、半日花(674nm)、蒙古扁桃（673nm）及四合木（673nm），基本无差别，区分不太明显。

3.1.4.3 主要荒漠植物植被指数变化特征

表 3保护区主要荒漠灌木植被指数

由表 3 可以看出 5 种荒漠灌木DVI值明显高于其它指数，且在 10~40之间；NDVI值在0.1~0.8之间；SAVI值0.1~0.6 之间；RVI 值 1~3；RDVI 值 2.3~7.6。NDVI 值最 大值为半日花，其次为蒙古扁桃、霸王、四合木、沙冬青；DVI 值最大为半日花，接 着依次为霸王、蒙古扁桃、四合木、沙冬青；RVI 值半日花最大，蒙古扁桃、霸王、 四合木、沙冬青次之；DVI 值中半日花最大，最易区分，蒙古扁桃、霸王、四合木、 沙冬青依次排列；SAVI 值从大到小顺序为半日花〉蒙古扁桃〉霸王〉四合木沙冬青（表 3）。在荒漠植被中 5 种荒漠植物指数值都最大的是半日花，其次是蒙古扁桃、霸王、 四合木，沙冬青值最小。

3.1.5 荒漠灌木倒数对数光谱特征分析

将 5 种荒漠植物原始光谱曲线经过计算变换得到植物的倒数对数光谱曲线，如图 7 所示，经分析可得出植物导数曲线较原始光谱比较，各波段差异性更加明显。在可见光 400~780nm 波长范围，由原始光谱“两谷一峰”倒置为现在的“两峰一谷”状态。在 此波段区域中，半日花的倒数值最大，四合木值最小，根据光谱值差异性可以区分两者。当倒数光谱处于“红边”状态时，光谱曲线与原始光谱相比也呈现相反状态，之前上升与下降趋势倒置，此波段变换后光谱较难辨别5种植物。在近红外波段1450~1750nm 范围内，依旧出现曲线倒置现象，此波段主要受植物叶片对水分吸收的 影响致使反射率降低，在此波段范围内四合木和半日花差异较大不易区分，而蒙古扁桃、沙冬青、霸王光谱曲线差异较小不易分别。

图 7荒漠灌木倒数对数光谱图

为了找出5种荒漠植物之间的差异性，更好的辨别其特征，将 5 种植物光谱曲线差异较大范围值进行统计，计算结果如图 8。分析曲线值可得5种植物在“峰谷最值”差异性较大。当曲线在蓝峰 max值中，沙冬青与霸王值与其他差别较大，半日花、 四合木较接近不易分辨，蒙扁的值最小。而红峰 max 值中，半日花值相对高，剩余4种植物依次为沙冬青、蒙扁、霸王四合木。对于绿谷 min值来说蒙古扁桃、半日花和四合木值较容易辨别，霸王值表现为最大，蒙扁最小，其余差异较小。

图 8主要荒漠灌木“两峰一谷”最值图

3.1.6 荒漠灌木去包络线光谱特征分析

如图9所示，植物光谱曲线的包络线去除通过遥感处理软件完成，通过软件处理将5种植被曲线统一到同一个背景下进行归一化处理突出植物的典型特征，为提取荒漠植物光谱敏感波段提供基础依据。通过图7与图9比较可得包络线去除后，450nm-650nm附近的叶绿素吸收谷和 980nm,1180nm,1455nm 附近水分吸收谷位置并未表现出明显的变化；对比未处理前光谱曲线，其水分吸收谷趋势更加明显；处于 550~730nm 波长范围中，植物对水分的 吸收达到最大；920~1080nm 范围内，植物对水分的吸收减弱。分吸收强度大小序为：

1280nm~1650nm>1070nm~1275nm>920nm~1080nm。当曲线处于980nm左右 时，5种植被对水分吸收的多少表现为：沙冬青最大，霸王、蒙古扁桃、半日花和四合木次之。当光谱曲线在1180nm波长范围中，5种植物吸收谷状态变现为：沙冬青 最明显，其次为蒙古扁桃、霸王、半日花以及四合木。光谱曲线处于1455nm左右时5种植被水分吸收谷的状态表现为：沙冬青较四合木、霸王、蒙古扁桃、半日花明显， 进而分析得出荒漠植物光谱曲线与含水率增大呈现一致趋势，表现出明显的响应规律性。

图 9 主要荒漠灌木去包络线光谱图

3.1.7 讨论

通过保护区内 5 种主要荒漠植物光谱曲线及微分变换曲线分析得知：（1）保护区中5种主要荒漠植物与一般绿色植物光谱曲线相比，经过预处理后的荒漠植物曲线在整个波长范围内仍具有一般植被的光谱曲线趋势，但在可见光波长 范围里表现较强的差异性。荒漠植物的光谱反射率表现出较一般植物高的特征。

（2）将光谱曲线分析发现5种植物光谱曲线差异较明显区域位于可见光及近红 外波长范围，具体表现为：550~654nm，反射率为霸王值最大，接着为四合木、沙冬青、蒙古扁桃以及半日花；750nm~1070nm，光谱反射率大小顺序为半日花〉霸王〉 蒙古扁桃〉沙冬青〉四合木；1180nm~1270nm 区段，顺序为半日花〉蒙古扁桃〉沙 冬青〉霸王〉四合木；1650nm~1790nm 区段，光谱反射顺序为沙冬青〉蒙古扁桃〉 半日花〉霸王〉四合木。

（3）5 种主要荒漠植物经过一二阶光谱曲线求导变换，经分析可看出可见光波段，霸王和半日花对叶绿素吸收较弱，呈现较强的反射能力，沙冬青和四合木则表现 出较弱的反射性。光谱曲线在“红边”波段内霸王、半日花和蒙古扁桃反射率呈现出 较快的增长趋势，沙冬青、四合木较弱。在 1100 和 1350nm 的近红外波段范围，植 物光谱反射曲线出现下降趋势，幅度较小；1100nm 范围附近半日花和四合木下降趋 势较大，1350nm 左右半日花和霸王出现较大下降趋势。（4）通过三边参数特征分析得出：5 种荒漠植物三边位置（蓝、黄、红）曲线 大致相同，红谷与绿峰的值基本一致差异不大，而植物三边斜率以及面积值则表现出 较大的差别；在植被指数计算中发现 5 种植物 DVI 值较其他指数差异较大，易于区 分。但总体差异稳定在 10~40 的区间范围内；NDVI 值在 0.1~0.8 之间；SAVI 值 0.1~0.6 之间；RVI 值 1~3；RDVI 值 2.3~7.6。在荒漠植被中 5 种荒漠植物指数值都最大的是 半日花，其次是蒙古扁桃、霸王、四合木，沙冬青值最小，可用于区分不同植被。

（5）通过对植物的倒数对数光谱曲线分析得出：植物导数曲线比原始光谱各波 段差异性更加明显。在可见光 400~780nm 波长范围，由原始光谱“两谷一峰”倒置为 现在的“两峰一谷”状态。在此波段区域中，半日花与四合木的值根据光谱值差异性较 易区分。当倒数光谱处于“红边”状态时，光谱曲线与原始光谱相比也呈现相反状态， 但此波段变换后光谱较难辨别5种植物。在近红外波段 1450~1750nm 范围内，依旧 出现曲线倒置现象，四合木和半日花差异较大不易区分，而蒙古扁桃、沙冬青、霸王 光谱曲线差异较小不易分别。（6）为了找出5种荒漠植物之间的差异性，更好的辨别其特征，将5种植物光 谱曲线差异较大范围值进行统计，分析曲线值可得 5种植物在“峰谷最值”差异性较大。当曲线在蓝峰 max 值中，沙冬青与霸王值与其他差别较大，半日花、四合木较 接近不易分辨，蒙扁的值最小。而红峰 max 值中，半日花值相对高，剩余 4 种植物依次为沙冬青、蒙扁、霸王四合木。对于绿谷 min 值来说蒙古扁桃、半日花和四合木值较容易辨别，霸王值表现为最大，蒙扁最小，其余差异较小不易区分。

（7）将荒漠植物进行包络线去除后，450nm-650nm附近的叶绿素吸收谷和980nm,1180nm,1455nm 附近水分吸收谷位置差异性较小，总体呈现相近趋势；但对比 未处理前光谱曲线，其水分吸收谷趋势更加明显；550~730nm 波长范围中，植物对水 分的吸收达到最大；9920~1080nm 范围内，植物对水分的吸收减弱。水分吸收强度大 小顺序为：1280nm~1650nm>1070nm~1275nm>920nm~1080nm。光谱曲线处于 1455nm 左右时 5 种植被水分吸收谷的状态表现为：沙冬青值最大，四合木、霸王、蒙古扁桃、 半日花次之，进一步分析得出荒漠植物光谱曲线与植物含水率增大呈现出一致的趋势，具有明显响应规律性。

结论

（1）荒漠植物作为荒漠生境中不可或缺的部分，了解其光谱特征不仅对荒漠区 植物多样性保护及区域内荒漠植物生长及恢复具有重要的作用，还能对而且荒漠植物 的高光谱遥感识别提供基础支撑。

（2）目前，高光谱遥感具备在不破坏植物的前提下能够精准提取波段信息技术，被高 度应用于植物技术识别研究。近年来高光谱遥感技术被应用于林业研究中，与其他技 术相比较而言，高光谱数据具有分辨率高、较准确的特点。它对于各个专业领域有着 不可或缺的帮助。因此，将实测高光谱数据与遥感高光谱势在必得。

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审核编辑 黄宇