一、引言
随着空间信息技术的发展，RS和GIS技术被广泛地运用到地质灾害检测上。我国南方几乎每年都会发生洪涝灾害，其中长江流域的洪涝灾害居多。以鄱阳湖为例，基于RS技术研究洪水前后鄱阳湖水域的生物量特征的变化情况。通过对每个时期的叶面积指数、光合有效辐射吸收率、叶绿素含量、冠层含水量和植被覆盖度这五个指标对生物物理量进行特征分析[1]。得到洪水对植物生长的影响结论。
二、数据及方法
（一）区域概况
鄱阳湖位于江西省北部，长江中下游南岸，是我国最大的淡水湖。赣江、抚河、信江、饶河、修水五河都与鄱阳湖连通，且五河的来水都将汇入到鄱阳湖，并且鄱阳湖在地形上通过湖口与长江下游连通，而鄱阳湖面对这么多的来水就会发生洪涝灾害。鄱阳湖的江湖关系较为复杂[2]。气候变化影响着五河入流和长江来水，从而影响了鄱阳湖的水位。鄱阳湖与长江干流间的水力坡度加大，加快了湖水出流，加大了湖水的出流量，导致湖区水位下降[3]。
（二）数据处理
1、参数选择
生物量是反映植被生命活动重要的农学参数，与作物长势和产量密切相关，也是农业监测中应用最为广泛的指标之一[4]。
叶面积指数、叶绿素含量、冠层含水量、光合有效辐射吸收率、植被覆盖度，决定着生物的生长状况，所以选取这五个生物物理量参数来反映研究区生物量的大小。
2、图像的处理
由于L2A数据中每个波段的像素不同所以需要重采样，本研究利用欧空局提供的开源SNAP软件（The Sentinel Application Platform） 中S2Resampling Processor工具对L2A数据进行重采样。对于重采样的数据用SNAP软件中的Biophysical Processor S2工具对重采样过得L2A数据进行分析生成研究区内的叶面积指数、光合有效辐射吸收率、叶绿素含量、冠层含水量和植被覆盖度5 类植被生物物理量指标[5]。
由于Sentinel-2号数据的单个图像覆盖面不够大，故需要对图像进行镶嵌。在拼接时注意每个图像的拍摄角度不同所造成的色调不同，我们需要进行匀色处理。
3、洪水前后生物量指标的获取
通过上述分析，分别提取出鄱阳湖流域2020年5月11日和2020年8月29日两个不同时期的5大类生物物理量数据。从SNAP中获取的生物量数据分波段显示。将经过ENVI软件图像镶嵌处理的图像数据导入ArcMap中，对图像的每个波段进行提取分析。由各个行政区图层进行GIS空间叠加，统计个行政区内的各项生物物理量指标。每个波段表示的不同的生物物理量特征数据按照矢量地图提取出来，得到每个区县的生物物理量特征值的均值以及其图像显示[6]。
选择Band1、Band3、Band5、Band7、Band9五个波段的数据制作成图像呈现[7]，如下图所示，根据图像对研究区域内的五项生物物理量指标进行研究。
图1生物物理量参数分布图
三、特征分析
（一）图像分析
将提取出洪水前后研究区内5个生物物理量指标分别导入到ENVI软件中，利用图像特征统计功能,计算出鄱阳湖洪水前后五个生物物理量指标的最大值、最小值、均值和标准差。由均值分析可知，行政区内的五项生物物理指数在均值上相差不大，但是灾后数据的标准差明显比灾前数据标准差大。
1、洪水过后各行政区的叶面积指数均呈现出明显的增长态势；这说明长江下游鄱阳湖流域植被生长虽然受到了洪水灾害的侵害，但整体植被长势依然强劲。 洪水的侵扰对叶面积指数的影响不大。
2、研究发现除了在湾里区和永修县有所下降之外，其余各行政区均呈现出明显的增长态势。这说明鄱阳湖东岸支流区域植被光合作用受洪水灾害影响较小，鄱阳湖西岸主要湖区影响较大。
3、研究发现在湾里区、湖口县、永修县、进贤县浔阳区和庐山区都有所下降外，其余各行政区内的植被覆盖度均呈现出明显的稳定增长态势；由于鄱阳湖西岸地形起伏度较大，洪水过境后对其低洼区域植被破坏较大，植被恢复较慢所致。
4、研究发现研究区内的叶绿素含量整体呈现增长态势。研究表明，位于长江流域南岸、长江连接鄱阳湖区域以及鄱阳湖西岸的生物物理特征指数都有所下降，而距离流域稍远受影响较小或者在鄱阳湖东岸的区域则生物物理特征值数有所上升或者受影响较小而保持不变。
四、结论
利用欧空局开发的ESA SNAP（The Sentinel Application Platform）软件，对研究区内叶面积指数、叶绿素含量、冠层含水量、光合有效辐射吸收率和植被覆盖率生物物理量参数的对比分析，得到五项生物物理量特征指数在洪水淹没的区域内均有明显的下降趋势，洪水未淹没区域有些许上升。求各个行政区的五项生物物理量均值可以看到灾后的均值反而比灾前的高，经过对数据进行标准差分析的到结论是由于灾后各个行政区的数据标准差过大造成的。这些区域地势不平，且地势低洼处植被破坏大，植被恢复较慢。而对于地势平坦处并无太大影响，由于没有受到洪水的破坏，反而雨水滋养了植物的生长，植物生长状态更加好。通过上述分析可以得出，洪水对植物生长的有很大的负面影响。尤其是洪水淹没处，影响更加明显且植物的生长恢复更加的缓慢。
参考文献：
[1] 李丽, 曹铭. 近10年鄱阳湖湖区洪水面变化及影响区域分析[J]. 九江学院学报(自然科学版), 2018, 33(02):1-3.
[2] 姚仕明, 雷文韬, 渠庚等.基于遥感影像的鄱阳湖2020年汛期灾情分析[J]. 人民长江, 2020, 51(12):185-190.
[3] 郭振天,黄峰,郭利丹,等 .鄱阳湖水文情势演变原因及对策研究[J/OL].长江科学院院报:1-6[2021-05-20].
[4] 许小华, 黄萍, 黄诗峰,等. 鄱阳湖洪涝灾害卫星雷达遥感应急监测应用[J]. 中国防汛抗旱, 2021, 31(04):10-14.
[5] 陈德清, 崔倩, 李磊,等. 基于多源信息融合的业务化洪水遥感监测分析[J] .中国防汛旱, 2021, 31(04):1-5.
[6]张凯, 王润元, 王小平,等. 黄土高原春小麦地上鲜生物量高光谱遥感估算模型[J]. 生态学杂志, 2009, 28(06):1155-1161.
[7]陈德清, 崔倩, 李磊,等. 基于多源信息融合的业务化洪水遥感监测分析[J]. 中国防汛抗旱, 2021, 31(04):1-5.