草原火災對草原資源危害極大。草原火災的發(fā)生嚴重影響畜牧業(yè)的發(fā)展,造成大量的人畜傷亡,不僅造成巨大的經濟損失,而且影響人類的正常生活,同時對于草地生態(tài)系統(tǒng)的平衡也產生不可估量的影響。而含水率作為草原可燃物的重要理化特征之一,與草原火有著密切的關系。因此,含水率的研究對于草原火災意義重大,并為風險評價與監(jiān)測預警提供基礎。本文主要分析不同含水率的可燃物高光譜特征,進而針對影響草原可燃物含水率的影響因子進行分析,為草原可燃物含水率的大面積遙感監(jiān)測提供依據。文中對不同含水率的可燃物進行高光譜測定,得到不同含水率的可燃物的光譜曲線,對曲線進行去除包絡線的處理,得到去除包絡線后的曲線,通過對光譜曲線的分析發(fā)現(xiàn)在1850nm~2050nm范圍內,能夠反映可燃物的水分情況,有明顯的吸收谷,光譜特征明顯,因此,選擇此處吸收谷進行光譜吸收特征分析。選取吸收谷面積、周長、深度和吸收指數(shù),并對各草種的含水率與光譜指數(shù)進行相關分析,得出各草種含水率與吸收谷面積相關性最高,堿蒿含水率與吸收谷面積的相關系數(shù)為0.768,羊草含水率與吸收谷面積的相關系數(shù)為0.911,虎尾草含水率與吸收谷面積的相關系數(shù)為0.693,蘆葦?shù)暮逝c吸收谷面積相關系數(shù)為0.977,建立各草種含水率與吸收谷面積的模型。因此選取吸收谷面積建立模型進行顯著性檢驗,結果十分顯著。在此基礎上,本文進一步分析草原可燃物含水率的影響因子,并選取其中主要的兩個因子:溫度和風速,設計室內實驗研究這兩個因子對草原可燃物含水率的影響。得出結論:溫度在0℃以上時,隨溫度的升高含水率逐漸減小,20℃時變化速率較小,30℃、40℃時變化較為明顯,50℃以后速率較緩慢;溫度在0℃以下時,溫度對于可燃物含水率的影響均較小。風速對于含水率的影響試驗中得出結論:風速越大可燃物含水率越小,失水過程剛開始時,含水率的變化率較大,而當時間達到一定后,可燃物表面的水分蒸發(fā)完全,這時風速如果繼續(xù)增大,含水率也不再發(fā)生改變。研究結果對于草原火災的監(jiān)測預警、風險評價以及火災撲救工作都有著重要的意義。不同含水率的可燃物高光譜特征的研究,對于利用遙感技術監(jiān)測草原有著重大意義。對于可燃物含水率影響因子的分析也為大面積、無破壞、實施快速的遙感監(jiān)測提供理論依據。國內外草原火災的預警系統(tǒng)中必不可缺的一個參數(shù)就是含水率,本文的研究為預警系統(tǒng)的準確預測提供了理論基礎。
【學位單位】：東北師范大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2015
【中圖分類】：S812.6
【部分圖文】：

圖 2-1 技術路線圖Fig 2-1 Technical route點采用收獲法采集羊草、蘆葦、堿蒿和虎尾草，分別裝入野外采集的草樣放入烘干箱中烘干至恒重。將樣品浸泡在出樣品瀝凈表面水分。草、蘆葦、堿蒿和虎尾草，將樣品放入 65℃的電熱恒溫一次，測其重量，計算含水率，對不同含水率狀態(tài)下的可譜數(shù)據分析，找到對水分比較敏感的波段，選取光譜特征參水率的相關性，選取相關性最高的光譜特征參數(shù)建立模

東北師范大學碩士學位論文3 不同含水率的可燃物高光譜特征分析品準備 實驗旨在研究不同含水率的可燃物高光譜特征。野外采集“東北師范大學北方草地生態(tài)系統(tǒng)長嶺站野外觀測站”內優(yōu)勢草種，野外觀測并將樣品密。外實驗區(qū)位于吉林省松嫩平原南部長嶺縣腰井子草原區(qū)（東北師范大學生方草地生態(tài)系統(tǒng)長嶺站野外觀測站），如圖 3-1 所示。東經 123°31′～1240′～44°35′，海拔 120m～180m，地勢平坦。優(yōu)勢種主要有羊草、蘆葦、等。

以這五個光譜的平均值作為該草樣該含水率下的光譜反射率值。獲取的各草樣各含水率下的光譜曲線如圖3-2 所示。四種草樣的光譜特征整體基本一致，形態(tài)上出現(xiàn)了比較明顯的三峰四谷，含水率越低反射率越高。但是在不同波段該特點并不一致。 圖 3-2 各草種在不同含水率狀態(tài)下的光譜特征 （左上：虎尾草，右上：堿蒿，左下：蘆葦，右下：羊草） Fig 3-2 Spectral characteristics of each grass species under different moisture status圖 3-2，左上為虎尾草在不同含水率狀態(tài)下的光譜曲線。由圖可知，在 350nm~500nm之間有明顯的光譜交叉，含水率較低的草樣本光譜在 350nm 處的反射率較低，但是反

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本文編號：2821073