高分辨率影像在野生藥用植物宏觀監測中的應用評價
資源與鑒定
作者：娜仁花 鄭江華 郭寶林 石明輝 森巴提 孫誌群 孫成忠 李曉瑾 賈曉光
[收稿日期] 2013-10-24
[基金項目] 中醫藥公共衛生專項（財社[2011]76 號）；中醫藥行業科研專項（201207002）
[通信作者] *鄭江華，博士，碩士生導師，E-mail： ；*賈曉光，研究員，E-mail
[作者簡介] 娜仁花，碩士研究生，E-mail
[摘要] 以阿勒泰阿拉哈克鄉野生羅布麻自然保護區為研究對象，采用中低分辨率的國產衛星資源三號影像和高分辨率影像Worldview-2分別對羅布麻進行遙感識別提取，為分析比較哪種數據源更適合生長狀況較複雜的野生藥用植被遙感識別，該文對2種數據源采用了同種分類體係，在傳統分類方法中加入PCA（第一主分量）和紋理特征作為輔助數據來提高分類精度。結果表明：對於生長狀況較複雜的野生藥用植物羅布麻，高分辨率影像Worldview-2更適合對其進行遙感識別，而國產中低分辨率衛星資源三號隻適合識別分布密集的羅布麻，對於零星分布的羅布麻基本不能識別。因此評價數據源的性能要針對具體工作區目標物分布狀況及其監測的側重麵具體分析。如果研究區內目標物分布較密集且規模較大，既人工種植型，或生長單一的藥用植物，采用資源三號或中低分辨率的遙感數據便可很好的識別目標物，沒必要購買高分辨率的數據，以免造成資源浪費；對於分布零散且伴生有其他野生植被的目標物，認為采用高分辨率衛星影像數據才能很好地識別目標物。
[關鍵詞] 高分辨率影像；中低分辨率影像；野生藥用植物；應用評價
羅布麻Apocynum venetum L.為夾竹桃科羅布麻屬植物，其葉為常用中藥“羅布麻葉”，具有平肝安神、清熱利水等功效，用於高血壓、腎炎等疾病的治療。羅布麻莖纖維還用於紡織、造紙等領域，具有多方麵的經濟價值。羅布麻是多年生草本，零散分布在北緯36°—55°氣候幹燥帶鹽堿又長年濕潤的狹窄沙土地域，具有耐旱、耐寒、耐暑、耐鹽堿、耐大風等極強的抗逆性，與蘆葦、怪柳、甘草駱駝刺等耐鹽植物共同構成新疆內陸河流低地鹽化草甸的原生植被，因此又具有重要的生態價值，可用於鹽堿地綠化、沿海防護林建設等。
羅布麻在過去的幾十年裏，其生境遭到了嚴重破壞。劉起裳等在2005—2008年先後去陝西、山西、山東、河北、河南、安徽、江蘇等羅布紅麻產地進行調查，大多數過去生長羅布紅麻的地方，現已很少能找到了，而殘留在田間、地頭和防護林帶之中，中部地區的陝西渭河岸邊、黃河岸邊，三門峽庫區的山西、河南周邊地區；東部地區的山東和蘇北有殘存分布，但各地殘存的羅布紅麻既不集中，生長勢也很差，其生長高度多在1 m左右，莖幹很細，與雜草混生，采集困難，資源幾乎無法利用[2]。羅布麻在新疆的資源情況尚沒有研究。
遙感技術以其快速、經濟、方便等特點，在資源調查及監測方麵顯示出極大的優勢，近年來一些學者已將遙感技術逐漸引入中草藥資源調查研究中，取得了一些初步成果，展現出良好的應用前景[3-6]。已有的研究中，遙感技術主要用於在群落中占絕對優勢的成片存在的喬木、灌木類中藥資源探索性監測，如杜仲、麻黃、甘草、苦豆草、鬆樹、三尖杉、紅花等[7-14]。然而遙感技術在稀疏分布野生的中藥資源調查中的相關研究還罕有文獻報道。與傳統的中、低空間分辨率的遙感影像數據相比，高分辨率遙感影像可以更加清楚地表達地物目標的空間結構、表層紋理特征以及豐富的光譜信息，可分辨出地物內部更為精細的組成，地物邊緣信息也更加清晰，為有效的解譯分析提供了條件和基礎。本文以阿勒泰阿拉哈克鄉野生羅布麻自然保護區為研究對象，獲取中低分辨率的國產衛星資源三號和高分辨率影像Worldview-2分別對羅布麻進行遙感識別提取，為分析比較哪種數據源像更適合生長狀況較複雜的野生藥用植被遙感提取，本文對2種數據源采用了同種分類體係，在傳統分類方法中加入PCA（第一主分量）和紋理特征作為輔助數據來提高分類精度。最後，對分類結果進行分析比較，針對具體工作區目標物分布狀況及其監測側重麵具體分析並評價數據源的性能。
1 研究區概況以及主要地物類型
1.1 研究區概況 阿勒泰地區位於新疆北端，阿爾泰山南麓，介於東經85°31′73″—91°01′15″、北緯45°00′00″—49° 10′45″，位於新疆最北部，同蒙古接壤，植被類型屬於歐亞草原的一部分。阿勒泰市屬溫帶幹旱氣候，年平均氣溫4.5 ℃，年均降水量191.3 mm，年均蒸發量1 682.6 mm，年均無霜期146 d，境內氣候屬北溫帶大陸性氣候，氣候特征具有溫帶、寒溫帶和寒帶呈梯形帶分布的特征，3個自然地貌單元氣候又獨具特色。
阿勒泰是羅布麻主產地，也是仿生種植的發祥地，羅布麻適宜生長在輕鹽堿荒漠地，根係發達，並且水源消耗少，維護成本低，一經種植成活，每年萌發新株，連綿不斷，是改善局域環境最好的生態植物。位於阿勒泰地區的戈寶紅麻公司對野生羅布麻實施封育禁牧，建立了阿拉哈克鄉鹽湖羅布野生羅布麻麻保護區，並建立了人工馴化繁育中心，已實現人工種植並通過仿野生種植方法，擴充了原野生分布區域，研究區示意圖。