定量獲取地表植被高精度時序及空間覆蓋的葉面積指數（Leaf Area Index,LAI）是生態(tài)監(jiān)測及農業(yè)生產應用的重要研究內容。通過使用Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer（MODIS）植被冠層多角度觀測MOD09GA數據及葉面積指數MOD15A2數據,發(fā)展了一種參數化的葉面積指數遙感反演方法并完成了必要的檢驗分析。研究使用基于輻射傳輸理論的RossThick LiSparse Reciprocal（RTLSR）核驅動模型及Scattering by Arbitrarily Inclined Leaves with Hotspot（SAILH）模型進行植被冠層輻射特征的提取,使用Anisotropic Index（ANIX）異質性指數作為指示植被冠層二向反射分布Bidirectional Reflectance Distribution Function（BRDF）的輔助特征信息,發(fā)展了基于數據機理（Data-Based Mechanistic,DBM）的植被葉面積指數建模和估算方法。通過必要的林地、農作物、草地植被實驗區(qū)反演及數... 

【文章來源】：遙感技術與應用. 2020,35(05)北大核心

【文章頁數】：10 頁

【部分圖文】：

MOD09GA多角度觀測分布特征

研究使用MOD09GA數據集提供的每年逐日連續(xù)時間序列多角度的反射率遙感觀測[9-10]，構建和描述植被冠層二向反射分布特征。研究以16 d儒略日為周期，篩選滿足質量控制條件的觀測數據進行核驅動模型權重估計并計算相應的方向反射率和異質性指數。反演算法實現的步驟和流程如圖2所示。首先MOD09GA多角度觀測數據使用質量控制信息進行篩選，如果滿足核驅動模型權重擬合最小觀測閾值的要求，則進行核模型權重的擬合并使用擬合獲得的權重進行觀測主平面紅光、近紅外波段熱點、天頂和冷點方向反射率的計算，以及兩個波段對應的異質性指數的計算。同時MOD15A2葉面積指數產品數據使用質量控制信息進行篩選，分別作為反演算法建模的背景信息以及反射率觀測值缺失或核模型計算失敗情況下SAILH模型的輸入參數。當觀測值缺失或核模型計算失敗，使用SAILH模型的模擬值作為時序觀測缺失值的填補數據，并且使用經篩選但數量較少的MOD09GA數據同模擬值構造代價函數，用以訂正模擬的輸出結果。最后進行年際時序LAI反演建模，即使用經核驅動模型計算得到的方向反射率、異質性指數進行LAI反演。

對農作物、林地和草地植被類型2001～2004年的LAI進行了建模和反演，反演結果如圖3～5所示。DBM方法對建模的模型結構和參數估計精度提供了評價指標，其中包括：模型階數同使用的驅動向量數據維數相適應。決定系數R2作為評價模型參數擬合精度的指標，數值越高表示模型參數擬合的精度越高。YIC(Young Information Criterion）指標同模型復雜程度相關，隨模型使用的數據量及階數的增加而減小。研究最終確定和使用的模型結構和相應的評價信息如表3～5所示。表3～5中，RED表示方向反射率數據結合紅光ANIX指數反演結果；NIR表示方向反射率數據結合近紅外ANIX指數反演結果；BI表示方向反射率數據結合紅光、近紅外兩個波段的ANIX指數反演結果；A1表示文獻[1]方法使用MOD09A1數據反演的結果；MOD15表示MODIS LAI產品數值；FIELD表示地面實測值。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]采用DBM方法的時間序列LAI建模與估算[J]. 陳平,王錦地,梁順林.  遙感學報. 2012(03)
[2]基于作物生長模型和遙感數據同化的區(qū)域玉米產量估算[J]. 靳華安,王錦地,柏延臣,陳桂芬,薛華柱.  農業(yè)工程學報. 2012(06)
[3]評估MODIS的BRDF角度指數產品[J]. 焦子銻,李小文,王錦地,張虎.  遙感學報. 2011(03)



本文編號：2988113