年美国发射Tiros-N气象卫星以后，气象卩星资料的应用进入定量化分析阶段（2— 在 80年代初，许多发达国家开始用改进的气象卫星高分辨率辐射计（AVHRR）资料来 遥感监视草地槓被，比如美国利用遥感资料佔测了内布拉斯加沙漠化地区的520万 hm2草地情况，为草地资源合理利用提供科学依据苏联利用遥感资料绘制哈萨克斯坦 北部草地利用动态规划图H本用多b遥感平台系统进行了地物光谱仪、TM和 MSS试验，用试验区的实地资料与工星绿度资料建立了佔产监测模型（2 £同时，新 術兰用NOAA-7资料的比值植被指数CRV1）和归 化植被指数CNDVI）监测草地 半产力动态变化⑵Purcvdor J T等人用AVf-叹R资料计算出植被指数将它们用来估 算蒙古固和H本实齡场中的草地摇盖率闹c Dalstcd把遥感技术运用于草原鼠害的监 测上，获得有益边t展，由此得出，应用遥感技术进行草地病虫害与白然灾害的监测和 预报是司行的G飞司见借助遥感技术监测草地资源状况己成为国际草地科学研究中的 前沿课题，同吋为加强科学管理草地也具有重要的实用价值1.3,2 国内研究我国在草地科学中应用遥感技术起步较晚，但发展较快，已经成为 草地科学中- 个成果比较丰硕的前沿研究领域之一。
遥感综合调查在新疆、甘肃、宁夏、内蒙古、 山西等省开展工作以来，把遥感技术在草地资源调查、分类、制图和I产业估测中的应 用推向了个新的高潮陈金功等在甘肃省定西试验区使用 TM、SPOT的融合影像，完成了该区土地利用 /土地提盖调査,漩西县生态环境的治理、迫耕还革任务的落实提供科学依据12710肖乾 广等使用NOAA/AVHRR遥感资料，经平滑处理的NDVT时间变化廓线监测植被的季 节变化和气候年际波动而呈现的变化［剧徐希耐等研H /NOAA/AVHRR遥感资料推 断出内蒙古自治区锡林郭勒j盟草地产革盐估算的方法例丸东升、陈全功、Z在京、史培 军等也利用NOAA气象卫星数据估测地I】生物盐，并由地〔现存盐和1绿度值的散点 分布图，建立Y=AeBX的估产模型［排如樊锦召吕玉箸应用同步观测的气象卫星 资料和产革量资料研究呼伦贝尔草原牧尊严量的遥感监测方法，解决了夭然草地产革id 动态监测的吋间差异 问题闹邹亚荣等U用Landsat-TM 遥感数据源，监 测我国天然草 地总面积，得出的结论为：南方草地面积变化小，北方草地面积减少程度大，这将对我 国北方生态环挠产生不利的影响I划刘兴元等僦理信息系统技术的支持下，建立了 草地畜牧业雪灾的评价棋型和损失估计模型〃 £苏和等介绍NOAA卫星资料在内蒙占 自治区草原火灾监测中的应用原理、方法及其揽测效果，为我国监测大面积草原火灾从 理论上进行必要的探讨 ，提供了理论数据I剧。
王j赠新得:使用Landsat 卫星影像时和入手，采用非监督分类的方法为内蒙占锡林郭勒不同吋期典型草原草地退化与恢复特征 进行研究 闹许鹏李文和、反最新等众多学者分别利用遥感图像，n睬译草地类型，提出正确解译影像图与制图的原则方法，并在定量与定性分析的基础上,量挥和I统计草地资源（KK o我国利用遥感资料，基本査清调查区草地资源的类型、分布、产业估测、面积 和利用现状以及草地与环境演变状况，捲理利用和经营草地资源提供了科学依据, 并取得了巨大的社会经济效益1.4植被指数的理论基础1.4. 1植被指数植被指数（Vegetation index,VT ）是利用各光谱波段间的线性或菲线性组合而形成 的能反映绿色植被生长状况和分布的特征指数闸，它能反映90%以上的植被信息，并 能在一定程度上消除外在困的影响，从而能够较好地反映绿色植物的生长状况及空间 分布规律:也可以宏观 的反映绿色植物的地上纶物量和I盖皮等牛•物物理特征随着 现 代遥感技术的发展，植被指数在生态环境、农业等领域有了广泛的应用在生态领域， 植被指数成了空间尺度拓展的连接点 闷:在环揽领域中通过植被指数来反演I.地 利用磁盖度探测的变化，逐渐成为实现对全球环搅变化研究的重耍手段［耐:在农业领 域中 植被指数广泛应用在农作物分布及生长状况监视。
产量估算、农田作物预报、区域环 吭评价等问呐植被指数是监测草地牧草产娃的重要指标，肓接关系到建立遥感监视 棋型的问题，对于有效利用遥感数据有重要的理 论意义和重大的实用价值1.4.2 植被指数原理植物叶片中含有叶绿索、叶组索、类胡萝卡索和I叶黄索等，其中I叶绿索和1类 胡萝卡素对蓝光和红光有两个强的吸收峰，分别位于波长0.47pm和0.65pm左右： 而叶绿素对绿光有个强烈的反射峰，在波长0.55中"附近由谢片中心海绵组 织细胞和叶片背面细胞对近红外辐射（0.7.1.0pm）右强烈反射，表现在反射|【【1线上从 0.7i im处反射率迅速增大，至l.ll-lm附近形成-个峰值从红光到红外，裸地反射 率缓慢升高植被则不同，植被覆盖度越高，红光反射越小， 近红外反射越大，形成植被独有的被谱特征由于对红光的吸收很快饱和，只有近红外反射的增加1才能 体现出植被覆 盖度或叶业增加.因此组光波段和近红外波段的反差可以对植物的半物业进行度盐, 而将组光和近红外波谱响应组合得到 的植被指数，能够反映植被的差异般來说，绿色植物的叶而积指数与地上生物量成正比，而通过遥感图像获取的 近红外与红波段之间的 比值.（绿度，•种植被指数）可作为绿色植物盖度或叶面积指 数的函数，因此可以根据绿度值估算地匕产革量。
叫面积指数（Leafarea index!AT） 是指植物叶片的-半的表面积（另一半在下方）在植物地上投影而积中的比例°LAI 主要取决于叶片的大小与形状、分枝数#等因素，当LAI越高时，植被覆盖度越大， 传感器接受的反射光受下垫面的影响就越小通过遥感于段获取可靠的变量，力比较 好的地面数据支持和I有效地数据（数学）模型，可以佔测生物量问1.4,3影响植被指数因素影响植被指数的因素包括生物因子和物理因子两大类，即包括植物的水分含14、 矿物质、年龄、寄生虫的伤害以及摄盖儿何、排殖间、I卜IT分布等,还春:气影响、 土壤特征差异、亮度和色皮及传感器的影响等W1.4.3. 1 大气大气中的水汽、臭氧、 气溶胶等对红光和近红外光的反射有不同影响传感器在 接收地面目标信号的同吋，也接收到 些杂音，而且在人气散射和吸收作用下，使得 Red和1 N町反射值产生很大课差，只有用其它方法消除这些影响，才能保证植被指数 的真实性1.4.3. 2 土壤许多植被指数是为了控制十 •攘背景对光谱反射影响而提出的虽然研究对象是植 被，但是传感器接收的信号则包含除植被以外的背最，当植被覆盖稀疏吋，由JT:壤 背景亮度原因，红光被段辐射将会增加，而近红外波段辐射会降低；除了上壤亮度外，I••壤颜色也是影响植被指数的重要因素。
嚷颜色变化使I••壤线加宽，这种颜色形成 杂齐，阻止J"对植被提盖的探测攘颜色对密度稀疏植被区的反射 率具有较人影响， 尤其在干旱环境下对植被指数的计算影响更为明显因此，在获取槓被指数时必须消 除土壤背最影响1.4.3. 3 云雾云荔严重影响获取地面目标物信号，云第遮璋的区域，阻碍了影像的判读，为了 弥补云荔影响，帘要对一卫星接收的影像数据进行处理，获获得较大区域无云的影像 数据1.4.3.4 地形在高低起伏不平的地区、山地弗丘陵区域,由于阴影影响读取的植被指数很难 真实的反映革地植被生长状况1.4.3. 5双向反射观察遥感平台和I太阳方位角对自然表面的双向反射会 产生很大影响c由于地球表 向是非朗伯休，双向反射特性务竭虑双向反射率函数CBi-directional Retlectance Distribution Function ）从其物理意义匕可以以下描述：从特定方向向1=1桶勿投入辐射 能扯的微小增盐与其所引起的另-方向上的反射散射能；W::1!曾盐的比值总之，植被指数受到多种因素（土壤颜色、土壤亮度、犬（、云易；等）的影响与制约因此， 在实际应用中对植被指数的选用应慎重 闹1.4,4 植被指数的选择从大面积草地佔产的实际市要出发，植被指数的选择应满足以下要求：a.反映叶 面积指数变化的动态范ffiL 对草地产盐变化反应灵敏。
b.最大限度地排除各种干扰因 子，即土壤、大气等c.针对面积大、适时性的佔产监测丁作，植被指数与产草量的关系应比较简明， 便于计算目前，已有的4()多种植被指数中，归一化差异植被指数NDVI应用最为广泛 这里部分原因是"比值"的特有属性，通过比值可以消除大部分与太阳角、地形、云 第阴影和大气有关的辐照皮条件的变化,增强了 NDVT对植被的响应能力［削一本文研 究也采用归-化差异植被指数 NDVI (Nonnalizecl Difference Vegetation Tnclex) 建立了估产棋型归化差异植被指数NDVT,定义为近红外光波段与红光波段的反射率差值除以 两者之和ONDVI对绿色植被表现敏感，它可以对农作物和半干旱地区降水量进行预测，该指数常被用来边行区域和全球的植獄态研究I帯景亮度增加吋， NDVI也系统性的增加:NDVI对土壤背景较为敏感基于遥感影像的NDVI计算公式为：NDVI = Pni—pred 公式⑴pnir+pred从而将比值限定在［1, 1］范圉内：式中，p附表示近红外光波段，甩 表示红光波段1.5研究目的和意义乌兰察布市是内蒙古自治区重要的畜牧业生产基地之，英天然草地血积343.52 万kd,草地面积占全市••地总面积的63%。
｝中四子王旗天然草地面积为22 1.22 万hm2,占全市草地总而积的64.40%,因此I人1子王旗是乌兰察布市面积最大的牧业 旗.据2009年统计，四子王旗工农业总产值达到329982万元，其中农牧业总产值达 到60%, 丁业总产值只占40%,可见农牧业是该旗国民经济主要组成部分，是支柱 产业四子王旗历史上水草三在美，曾是良好的天然牧场，但 肓以来未摆脱9天养畜 的被动局面，过牧滥垦严重， I••地沙化，盐碱化，自然灾害频繁发生该旗地带性的天然植被属于典型的荒漠草原带，温性草原占的比例较少［漠草原是荒漠与草原间 的缓冲地带，由于生态环境的严酷性和气候的波动性,生态系统非常脆弱,具有演替 荒漠化的潜在危险，荒漠草原牛态系统 H被破坏，是难以恢复的，对于自然和人类瀟动的干扰很敏感恥开展草地资源面积和草地生态基况的监测和I评价工作，可以了解并竿握茁地面积 及生产力变化，能够及时反映草地生态保护与建设工程 的监测和I评价成就及存在的 问题，提高管理水平，并対草地灾害进行实吋的预报预 测及生态健康评价，实现草 地资源管理的信息化、现代化能勺釣草地领域的其他工作提供基础数据，；It技术、 弦，能为草地的规划、管理和经营等工作提供借鉴。
因此，运用”3S”技术与野外 测定的样地数据相结合，统计四子王旗草地类型面积，稠估产棋型准确估测草地 产量，进而确定各类型理论载冇量司以为四子王旗天然草地合理利用提供可靠依据， 维持草地生态系统可持续发展供给保障，假草地畜牧业真正走上科学发展之路2材料与方法2. 1研究区概况四子王旗是乌兰察布市的-个纯牧业旗，位于内蒙古自治区乌兰察布市術北部， 地处阴山北部,地理位 置是:4 10llM3°22rN, 11257巴是内蒙古自治区著劣的乌兰察布草原的主要组成部分北与蒙占人民共和国交界，西与包头市达尔罕茂 明安联合旗相连，东与锡盟苏尼特右旗毗邻，南与察右中旗、卓子山县、察右后旗、武 川县接壤全旗地域辽阔，总土地面积为24 1.524万阳气2. 1.1地形条件四子王旗境内地J复杂，由南部的低山、丘陵和北部的 层状高平原两人地貌单元 组成由笔架山、大银山、大脑包和格此老山等低山区与阴山山脉紧密相连，海。