遙感起源于20世紀(jì)60年代，這是一種在一定距離上，應(yīng)用探測儀器不直接接觸目標(biāo)物體，從遠(yuǎn)處把目標(biāo)的電磁波特性記錄下來，通過分析，揭示出物體的特征性質(zhì)及其變化的綜合性探測技術(shù)[1]。隨著遙感技術(shù)的發(fā)展，宏觀大尺度的估產(chǎn)越來越多地使用遙感方法，并結(jié)合地理信息系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng)等技術(shù)，可以構(gòu)建出不同條件下植被的生長模型和估產(chǎn)模型[2]。遙感技術(shù)估產(chǎn)與傳統(tǒng)的估產(chǎn)方式相比，前者的工作量少，精準(zhǔn)性更強(qiáng)，在實(shí)際應(yīng)用中顯示出了獨(dú)有的優(yōu)越性。前人做了大量有關(guān)運(yùn)用遙感技術(shù)對(duì)作物、草地、森林及海洋生態(tài)系統(tǒng)的植被估產(chǎn)的研究。遙感估產(chǎn)已從試驗(yàn)研究階段逐步進(jìn)入到實(shí)際業(yè)務(wù)使用階段。現(xiàn)探討有關(guān)遙感估產(chǎn)的原理及估產(chǎn)模型的基本類型。

　　1遙感估產(chǎn)的原理及建模基礎(chǔ)

　　任何物體都具有吸收和反射不同波長電磁波的特性，這是物體的基本特性。相同的物體具有相同的波譜特征，不同的物體，其波譜特征也不同，遙感技術(shù)就是基于該原理，利用搭載在各種遙感平臺(tái)上的傳感器接收電磁波，根據(jù)地面上物體的波譜反射和輻射特性，識(shí)別地物的類型和狀態(tài)[1]。衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)具有高度的概括性，衛(wèi)星獲取的光譜植被指數(shù)反映了植物葉綠素和形體的變化[3]。大量的研究也表明，植物的葉面積系數(shù)、生物量、干物重與光譜植被指數(shù)間存在著較好的相關(guān)關(guān)系[4]。因此，利用從衛(wèi)星獲取的植被光譜信息估測產(chǎn)量成為了可能。用于區(qū)域植物生物量估測的遙感模型基礎(chǔ)是從光合作用即植被生產(chǎn)力形成的生理過程出發(fā)，在建立模型的過程中，根據(jù)植物對(duì)太陽輻射的吸收、反射、透射及其輻射在植被冠層內(nèi)及大氣中的傳輸，結(jié)合植被生產(chǎn)力的生態(tài)影響因子，最后在衛(wèi)星接收到的信息之間建立完整的數(shù)學(xué)模型及其解析式[5]。

　　2遙感估產(chǎn)模型的類型

　　20世紀(jì)70年代后期估產(chǎn)模型將遙感信息作為變量加入到模型中，建立了大量的遙感估產(chǎn)模型。理論上探討植物光合作用與植物光譜特征間的內(nèi)在聯(lián)系以及植物的生物學(xué)特性與產(chǎn)量形成的復(fù)雜關(guān)系等，方法上從單純建立光譜參數(shù)與產(chǎn)量間的統(tǒng)計(jì)關(guān)系，發(fā)展到考慮植物生長的全過程，將光譜的遙感物理機(jī)理與植物生理過程統(tǒng)一起來，建立基于成分分析的遙感估測模型，使估算精度不斷提高[6]。由于研究對(duì)象的不同，選用的估產(chǎn)參數(shù)也不盡相同，模型種類也較多，基本上可以分為2類[7—8]，即統(tǒng)計(jì)模型和綜合模型。

　　2。1遙感統(tǒng)計(jì)模型

　　目前，基于統(tǒng)計(jì)的遙感估產(chǎn)有3種技術(shù)路線：一是遙感光譜綠度值（植被指數(shù)）—生物量關(guān)系模式。在對(duì)作物、草原、森林的估產(chǎn)中，這是一種常用的思路，但是該方法得到的遙感估產(chǎn)等級(jí)圖只反映衛(wèi)星攝影時(shí)的植物長勢(shì)和生物量的空間分布狀況;二是遙感光譜綠度值—地物光譜綠度值—生物量關(guān)系模式，即先分析實(shí)測地物光譜綠度值與生物量之間的關(guān)系，建立相應(yīng)模型，再分析衛(wèi)星遙感植被指數(shù)與地物光譜綠度值的關(guān)系，建立衛(wèi)星遙感植被指數(shù)與生物量之間的關(guān)系模型，最后利用光譜監(jiān)測模型和衛(wèi)星遙感監(jiān)測模型進(jìn)行監(jiān)測與估產(chǎn);三是遙感—地學(xué)綜合模式。該方法將氣溫、降水等環(huán)境因子引入模型，與遙感—生物量模型互相補(bǔ)充，克服各自存在的缺陷，可進(jìn)一步提高估產(chǎn)精度。建立的統(tǒng)計(jì)模型有線性、冪函數(shù)、指數(shù)、對(duì)數(shù)等，回歸的方法也有一元回歸、多元回歸、逐步回歸等，得到的系數(shù)差別較大，并且應(yīng)用也局限于建模的時(shí)間和地點(diǎn)，在很多情況下地面資料的數(shù)也影響模型的精度。

　　2。2遙感綜合模型

　　綜合模型借助遙感信息和植被信息、氣象因子等來建立，其包含了更多的信息量，可以更加精確地反映植被的生物物理參數(shù)。盡管這類方法前景廣闊，但受到模型中大量的參數(shù)和變量獲取的限制（例如呼吸、衰老、光合作用、碳分配、凋落物的分解等），以及當(dāng)物種的組成在時(shí)空上變化較大時(shí)出現(xiàn)復(fù)雜的、異質(zhì)性的、冠層的描述問題的影響，部分模型只適用于當(dāng)時(shí)的研究區(qū)域，如何通過“尺度擴(kuò)大”來改進(jìn)模式中的區(qū)域限制，更好地適應(yīng)遙感信息的同化需要，也是亟需解決的一個(gè)關(guān)鍵問題。

　　3展望

　　遙感技術(shù)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，已經(jīng)日趨成熟，遙感估產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)是可以得到長時(shí)間尺度和大空間尺度的生產(chǎn)力資料，因而它仍是未來生產(chǎn)力探測方法的發(fā)展方向。目前國際上對(duì)各類生態(tài)系統(tǒng)的估產(chǎn)模型有很多，建立的模型和所選擇的數(shù)據(jù)源并不是任何時(shí)期、任何區(qū)域都適用，應(yīng)該根據(jù)研究區(qū)域的實(shí)際情況來改進(jìn)生物量模型和選擇合適的遙感數(shù)據(jù)源�；�于遙感技術(shù)的生物量估算需要運(yùn)用多種技術(shù)，綜合多種方法，使估算模型達(dá)到最優(yōu)。新的數(shù)學(xué)方法的不斷探索和試驗(yàn)是充分發(fā)揮遙感信息作用的前提和途徑，數(shù)量化理論、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法、CWSI理論、灰色系統(tǒng)理論、數(shù)值模擬等理論的嘗試將可能實(shí)現(xiàn)高精度定量估測。

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