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Estimating Biophysical Characteristics of Musk Thistle (Carduus nutans) With Three Remote Sensing Instruments

2006; Elsevier BV; Volume: 59; Issue: 1 Linguagem: Espanhol

10.2111/05-106r2.1

1551-5028

Mustafa Mırık, K. Steddom, G. J. Michels,

Rangeland and Wildlife Management

Identifying the dynamics and extent of noxious weeds in a spatial and temporal context improves monitoring, planning, and management practices. Musk thistle (Carduus nutans L.), a noxious weed, is a good candidate for detection by remote sensing platforms because it may produce a unique spectral signature due to a large, purple-red flower head. Therefore, 3 remote sensing instruments—a ground hyperspectral spectrometer, a multispectral ground radiometer, and an airborne hyperspectral imaging spectrometer—were used to establish regression models between reflected data and the biophysical parameters (density, height, flower head density, and percent ground cover) of musk thistle. The coefficients of determination (R2) obtained from simple regression models for vegetation indices and musk thistle biophysical variables ranged from 0.46 to 0.77. Multiple regression models with up to 3 variables increased R2 by an average of 0.07. This study indicated that normalized difference and simple ratio indices can be used for specific applications such as detection of musk thistle biophysical variables in rangelands. Once applied to the image, these results will produce a map of parameters that can be used to determine the size of infestation and the reduction in rangeland productivity. La identificación de las dinámicas y cantidad de malezas nocivas en un contexto espacial y temporal mejora las prácticas de monitoreo, planeación y manejo. El "Musk thistle" (Carduus nutans L.), una maleza nociva, es un buen candidato para la detección con plataformas de sensores remotos porque puede producir un firma espectral única debido a su gran inflorescencia rojo-púrpura. Por lo tanto, tres instrumentos de sensores remotos: un espectrómetro hiperespectral terrestre, un radiómetro multiespectral terrestre y un espectrómetro aéreo de imágenes hiperespectrales se usaron para establecer modelos de regresión entre los datos reflejados y los parámetros biofísicos (densidad, altura, densidad de inflorescencias y porcentaje de cobertura) del "Musk thistle". Los coeficientes de determinación (R2) obtenidos de modelos de regresión simple para los índices de vegetación y las variables biofísicas del "Musk thistle" variaron de 0.46 a 0.77. Los modelos de regresión múltiple hasta con tres variables incrementaron los valores de R2 en un promedio de 0.07. Este estudio indicó que la diferencia normalizada e índices de relación simple pueden ser usados para aplicaciones especificas tales como la detección de las variables biofísicas del "Musk thistle" en los pastizales. Una vez aplicados a la imagen, estos resultados producirán un mapa de los parámetros que puede ser utilizado para determinar el tamaño de la infestación y la reducción de la productividad del pastizal.