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自然资源管理及动态监测(下)
系统模拟
遥感资料为陆地生态学定量模拟提供了巨大的数据源。定量模拟可以小到单棵树木的生长,大到全球各种植被类型的水分、养分和循环。特别是在大范围的系统模拟中,卫星遥感数据提供了最可靠、最有效的资料来源。这种数字化数据与计算机相结合,不仅改进了模型的质量和可信度,而且资料本身除了作为模型输入外,还可以用来验证模型预测的结果。
遥感与全球气候变化
近年来,美国宇航局制定了长远的航天发展计划,其中之一是地球科学大纲。该大纲的主要研究对象是地球系统科学,并以全球气候变化为主攻方向。预定的预测项目包括了地学的多个学科,包括农业应用、森林砍伐、冰川变化、火山灾害、海岸过程和云系判读(Williams, 1998)。
当前一个重要的研究课题是首先应把温室效应引起的气候变暖造成的直接变化和由人类干扰造成的间接变化区别开来(Running, l998)。
在目前的全球生态学研究中,北方针叶林带引起了科学家的极大兴趣,因为该区的森林对2l世纪全球气候变暖的敏感性最大(Bonan et al., 1992)。科学家还预测温带森林在未来气候变化中是全球主要的“汇”,从而能稳定全球的碳平衡(Tans et al., 1990; Keeling et al., 1995; Turmer & Koerper, 1995)。
另一个明显的例子就是北半球的冰川正在逐年退缩,而且速率在逐年加快,这将对当地的环境产生很大的影响,同时也影响到全球的水平衡。这种大范围全球性的变化只有利用遥感数据来进行分析和提高尺可信度。
陆地生态学研究的另一个核心问题就是全球生态系统的净第一性生产力(NPP)与气候的关系。
卫星遥感资料在生态学研究中应用的若干问题
遥感资料的地面分辨率可从1 m到1 km,使用哪一种遥感资料应视研究地区的大小和研究目的而定。
★在大区域内用高分辨率的遥感资料并不一定能得出好的结果,反而在计算上浪费了许多时间。
★在小区域用低分辨率的遥感数据又往往达不到精度的要求,损失掉很多有用信息。
★在同样大小的区域内根据研究对象决定使用分辨率的高低,水文研究往往需要高分辨率的数据,而气候分析则可以用低分辨率的资料。
对卫星数据进行预处理是分析结果可靠性的重要保证。在卫星资料的获取过程中,许多因素会影响到数据的质量和精度。需注意以下两个方面:
(1)数据的辐射误差:
这种误差可以由传感器本身或大气散射造成(地形与入射角的影响不予讨论)。例如,测到的物体亮度读数是60,可能其中的50是物体本身实际亮度,另一部分10则是大气折射产生的
(2)地理上的定位误差:
这包括两幅遥感图像的拼接误差以及用二维平面来表达三维空间时引起的不可避免的误差