研究方法

資料前處理

首先,我們從美國國家航空暨太空總署(NASA)的EMIT任務官方網站下載高光譜影像圖,並進行正交校正以及大氣校正。隨後,利用多種指標(例如歸一化植被指數與歸一化水體指數)對數據進行標準化處理。

1. NDVI

NDVI

歸一化植被指標(NDVI):

歸一化植被指標與植被分布密切相關。較高的NDVI值代表該區域在近紅外波段具有較強的反射特性,而近紅外反射率的提升通常反映更茂盛的植物生長。

本研究採用 NDVI ((842nm-665nm)/(842nm+665nm)) < 0.35 為閾值,以排除植被覆蓋度較低的區域。

2. NDWI

NDWI

歸一化水體指標 (NDWI):

歸一化水體指數利用遙感影像中的綠光與近紅外波段,對水體區域的存在具有顯著響應特性。

本研究採用 NDWI ((560nm-842nm)/(560nm+842nm)) > 0 為閾值,以排除水體區域。

方法

根據本研究假設,具有高植物多樣性的區域在總面積中佔比較小。由於這些區域聚集多種稀有物種,其植被特徵預期將與其他地區呈現顯著差異,此種差異具體體現於光譜數據之中。

為識別植物多樣性,我們針對每個像素的光譜數據,計算特定波長區間的 Z-score 數值。這些 Z-score 數據有助於定位光譜特徵偏差最顯著的網格點位。

後續透過建立以 Z-score 值進行色彩編碼的分布圖,即可有效辨識植物多樣性熱點區域。

結果

band1 band2

我們目前的光譜分析能成功區分水體、農耕地與自然植被,但對於建築物與沙地區域的判識仍具挑戰性。根據 Z-score 數值與衛星影像對照,我們最終選取多個特徵熱點,並將結果呈現為互動式地圖。