2019 年一份令人震驚的評(píng)估全球生物多樣性狀況的報(bào)告強(qiáng)調(diào)了一個(gè)令人震驚的現(xiàn)實(shí)，即大約 100 萬(wàn)個(gè)物種面臨滅絕的威脅。這些發(fā)現(xiàn)以及其他研究迫使政策制定者采取行動(dòng)，實(shí)施旨在保護(hù)和振興生態(tài)系統(tǒng)以支持生物多樣性的國(guó)家計(jì)劃。

此類(lèi)計(jì)劃強(qiáng)調(diào)將生物多樣性監(jiān)測(cè)納入依賴(lài)環(huán)境的各個(gè)部門(mén)。在這方面，遙感技術(shù)成為一種寶貴的資源，特別是高光譜成像，它能夠有效監(jiān)測(cè)大面積區(qū)域并確保環(huán)境評(píng)估和管理的透明度。

了解生物多樣性

植物生物多樣性在塑造生態(tài)系統(tǒng)的整體豐富性和復(fù)雜性、支持不同生物體的相互聯(lián)系和促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。為了更好地了解和保護(hù)生物多樣性，繪制植物多樣性圖至關(guān)重要。

植物多樣性繪圖涉及系統(tǒng)收集和分析有關(guān)各種生態(tài)系統(tǒng)中植物物種的分布、豐度和組成的數(shù)據(jù)。這些寶貴的數(shù)據(jù)可以讓我們了解生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況和復(fù)原力，幫助識(shí)別具有高保護(hù)價(jià)值的區(qū)域并支持保護(hù)工作。然而，植物生物多樣性繪圖的傳統(tǒng)方法是勞動(dòng)密集型且耗時(shí)的，導(dǎo)致數(shù)據(jù)差距和偏差。輸入一個(gè)改變規(guī)則的解決方案：高光譜成像。

高光譜成像科技的力量

高光譜成像為生物多樣性監(jiān)測(cè)和土地覆蓋分析提供了令人興奮的可能性。多光譜成像可生成可靠的棲息地地圖，以極高的精度識(shí)別廣泛的土地覆蓋類(lèi)別。然而，在物種層面進(jìn)行區(qū)分時(shí)，高光譜成像卻搶盡了風(fēng)頭。

高光譜成像使我們能夠更深入地研究特定土地覆蓋的細(xì)節(jié)。通過(guò)分析目標(biāo)場(chǎng)景中反射光和吸收光的光譜特征，高光譜數(shù)據(jù)可以確定植被種類(lèi)和土壤類(lèi)型。

多項(xiàng)研究強(qiáng)調(diào)了高光譜成像與多光譜成像相比在提取植被信息和區(qū)分植物物種方面的優(yōu)越性1, 2。這是因?yàn)楦吖庾V圖像包含數(shù)百個(gè)光譜帶，而多光譜圖像包含數(shù)十個(gè)光譜帶。低光譜分辨率通常不足以準(zhǔn)確區(qū)分目標(biāo)區(qū)域上的植被物種。此外，高光譜圖像提供了有關(guān)植物特性的寶貴信息，包括葉子色素、水分含量和化學(xué)成分，為生態(tài)系統(tǒng)的健康提供了重要提示。

通過(guò)將高光譜成像顯著整合到保護(hù)工作中，我們解鎖了一個(gè)強(qiáng)大的工具，用于理解和保護(hù)復(fù)雜的生命網(wǎng)絡(luò)，從理解生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)到監(jiān)測(cè)森林健康。

森林健康監(jiān)測(cè)

森林在維持生物多樣性方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。高光譜傳感器的高光譜分辨率可以分析樹(shù)木特征、葉化學(xué)和其他結(jié)構(gòu)參數(shù)。這使得能夠跟蹤生物多樣性隨時(shí)間的變化，并識(shí)別異質(zhì)熱帶森林生態(tài)系統(tǒng)的多樣性熱點(diǎn)。特別是，熱帶森林是地球上最多樣化、生態(tài)最復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)。

高光譜數(shù)據(jù)通過(guò)識(shí)別電磁波譜的可見(jiàn)光和紅外區(qū)域內(nèi)的生化和生物物理參數(shù)(除了短波紅外區(qū)域中發(fā)現(xiàn)的一些參數(shù))來(lái)分析森林冠層的光譜變化。葉面積指數(shù)、葉綠素含量、株高和生物量等參數(shù)對(duì)于確定葉片生化成分的物種間差異至關(guān)重要。

保護(hù)濕地

紅樹(shù)林和泥炭地等濕地是生產(chǎn)力最高的生態(tài)系統(tǒng)之一，提供一系列生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)，包括養(yǎng)分循環(huán)利用。特別是，高光譜成像用于通過(guò)評(píng)估地面條件的光譜特征來(lái)準(zhǔn)確測(cè)量碳含量。

這些測(cè)量結(jié)果可以作為植物生物量和初級(jí)生產(chǎn)力的代表，從而可以估計(jì)碳封存模型。這些見(jiàn)解對(duì)于保護(hù)這些重要的生態(tài)系統(tǒng)及其提供的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)至關(guān)重要。

生物多樣性?xún)羰找鎴?bào)告的關(guān)鍵作用

公共和私營(yíng)部門(mén)對(duì)評(píng)估棲息地條件、破碎化和多樣性的生物多樣性?xún)粼鲆?(BNG) 報(bào)告的需求顯著增長(zhǎng)。這些報(bào)告在支持土地開(kāi)發(fā)實(shí)踐的持續(xù)戰(zhàn)略中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，“確保野生動(dòng)物的棲息地處于比開(kāi)發(fā)前更好的狀態(tài)”。

在滿足這些關(guān)鍵需求時(shí)，高光譜成像提供了對(duì)開(kāi)發(fā)前后棲息地狀況的重要見(jiàn)解。除了準(zhǔn)確分類(lèi)不同的棲息地之外，高光譜數(shù)據(jù)還揭示了有關(guān)單個(gè)物種葉子健康狀況的關(guān)鍵信息，揭示了入侵物種的存在，并有助于計(jì)算生物量和碳封存。憑借這些全面的見(jiàn)解，組織可以生成準(zhǔn)確的 BNG 報(bào)告、做出明智的決策并采取促進(jìn)生物多樣性保護(hù)的行動(dòng)。