view in publisher's site

A spectral analysis of common boreal ground lichen species

Highlights•Reflectance spectra of 12 boreal ground lichen species were measured.•Intraspecific variation in reflectance was large.•Interspecific differences in spectra were largest in ultraviolet and visible regions.•All species had highest reflectance in backscattering direction.AbstractLichens dominate a significant part of the Earth's land surface, and are valuable bioindicators of various environmental changes. In the northern hemisphere, the largest lichen biomass is in the woodlands and heathlands of the boreal zone and in tundra. Despite the global coverage of lichens, there has been only limited research on their spectral properties in the context of remote sensing of the environment. In this paper, we report spectral properties of 12 common boreal lichen species. Measurements of reflectance spectra were made in laboratory conditions with a standard spectrometer (350–2500 nm) and a novel mobile hyperspectral camera (400–1000 nm) which was used in a multiangular setting. Our results show that interspecific differences in reflectance spectra were the most pronounced in the ultraviolet and visible spectral range, and that dry samples always had higher reflectance than fresh (moist) samples in the shortwave infrared region. All study species had higher reflectance in the backward scattering direction compared to nadir or forward scattering directions. Our results also reveal, for the first time, that there is large intraspecific variation in reflectance of lichen species. This emphasizes the importance of measuring several replicates of each species when analyzing lichen spectra. In addition, we used the data in a spectral clustering analysis to study the spectral similarity between samples and species, and how these similarities could be linked to different physical traits or phylogenetic closeness of the species. Overall, our results suggest that spectra of some lichen species with large ground coverage can be used for species identification from high spatial resolution remote sensing imagery. On the other hand, for lichen species growing as small assemblages, mobile hyperspectral cameras may offer a solution for in-situ species identification. The spectral library collected in this study is available in the SPECCHIO Spectral Information System.

تحلیل طیفی گلسنگ‌های معمولی زمین

هایلایت ها * طیف بازتابندگی ۱۲ گونه گلسنگ زمینی بوریل اندازه‌گیری شد. * تنوع درون گونه‌ای در انعکاس زیاد بود. تفاوت‌های بین گونه‌ای در طیف در نواحی فرابنفش و مرئی بزرگ‌ترین بود. * تمامی گونه‌ها دارای بیش‌ترین بازتاب در جهت پراکندگی معکوس بودند. در نیم‌کره شمالی، بزرگ‌ترین زیست توده گلسنگ در مناطق جنگلی و اراضی ساحلی و در تندرا قرار دارد. با وجود پوشش جهانی گلسنگ‌ها، تحقیقات محدودی در مورد خواص طیفی آن‌ها در زمینه سنجش از دور محیط‌زیست صورت‌گرفته است. در این مقاله، ما ویژگی‌های طیفی ۱۲ گونه گلسنگ بوریل معمول را گزارش می‌کنیم. اندازه‌گیری طیف بازتابندگی در شرایط آزمایشگاهی با یک طیف‌سنج استاندارد (۳۵۰ - ۲۵۰۰ nm)و یک دوربین ابرطیفی متحرک (۴۰۰ - ۱۰۰۰ nm)انجام شد که در یک محیط چند زاویه‌ای مورد استفاده قرار گرفت. نتایج ما نشان می‌دهد که تفاوت‌های بین گونه‌ای در طیف بازتابندگی در محدوده طیفی فرابنفش و مرئی از همه بیشتر است و نمونه‌های خشک همیشه بازتابندگی بالاتری نسبت به نمونه‌های تازه (مرطوب)در ناحیه مادون‌قرمز موج کوتاه دارند. تمام گونه‌های مورد مطالعه دارای انعکاس بالاتری در جهت پراکندگی رو به عقب در مقایسه با جهت پراکندگی رو به جلو یا نادیر بودند. همچنین نتایج ما برای اولین بار نشان می‌دهد که تنوع درون گونه‌ای بزرگی در بازتاب گونه‌های گلسنگ وجود دارد. این امر بر اهمیت اندازه‌گیری چندین تکرار از هر گونه در هنگام تجزیه و تحلیل طیف گلسنگ تاکید می‌کند. علاوه بر این، ما از داده‌ها در آنالیز خوشه‌بندی طیفی برای مطالعه شباهت طیفی بین نمونه‌ها و گونه‌ها و چگونگی ارتباط این شباهت‌ها با صفات فیزیکی مختلف یا نزدیکی فیلوژنتیکی گونه‌ها استفاده کردیم. به طور کلی، نتایج ما نشان می‌دهد که طیف برخی از گونه‌های گلسنگ با پوشش زمین بزرگ می‌تواند برای شناسایی گونه‌ها از تصاویر سنجش از دور با وضوح فضایی بالا استفاده شود. از سوی دیگر، برای گونه‌های گلسنگ که به عنوان مجموعه‌های کوچک در حال رشد هستند، دوربین‌های فراطیفی متحرک ممکن است راه حلی برای شناسایی گونه‌های درجا ارائه دهند. کتابخانه طیفی جمع‌آوری‌شده در این مطالعه در سیستم اطلاعات طیفی SPECCHIO موجود است.
ترجمه شده با

Download PDF سفارش ترجمه این مقاله این مقاله را خودتان با کمک ترجمه کنید
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

95/12/18 - با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس و کروم٬ چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.