基于HJ-1A-HSI數(shù)據(jù)及PROSAIL模型的蘋果冠層參數(shù)定量反演
發(fā)布時(shí)間:2021-05-26 15:06
作物葉綠素含量是反映其光合能力以及自身生長(zhǎng)發(fā)育情況的重要指標(biāo)。葉面積指數(shù)(Leaf Area Index,LAI)是估算綠色植物地表覆蓋度、預(yù)測(cè)作物生長(zhǎng)趨勢(shì)和產(chǎn)量的重要依據(jù)。傳統(tǒng)獲取植被葉綠素與葉面積指數(shù)的方法普遍費(fèi)時(shí)、費(fèi)力,且難以滿足大面積監(jiān)測(cè)的需要;而利用高光譜分辨率影像數(shù)據(jù),采用物理輻射傳輸模型方法,可實(shí)現(xiàn)大范圍植被生化參數(shù)估測(cè)的目的,提高光譜定量反演植被參數(shù)的精度,對(duì)作物的長(zhǎng)勢(shì)預(yù)測(cè)、施肥調(diào)控與產(chǎn)量評(píng)估等具有重要意義。本文以山東省棲霞市為研究區(qū),采用PROSAIL輻射傳輸模型,在HJ-1A-HSI數(shù)據(jù)結(jié)合采樣點(diǎn)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的支持下,對(duì)蘋果冠層葉綠素含量及葉面積指數(shù)進(jìn)行反演研究,以期為監(jiān)測(cè)蘋果樹葉綠素含量與LAI,從而為監(jiān)測(cè)果樹長(zhǎng)勢(shì)與產(chǎn)量提供一種方法。主要研究結(jié)果如下:(1)研究了基于HJ-1A-HSI數(shù)據(jù)的蘋果樹冠層反射率反演。對(duì)影像數(shù)據(jù)先后進(jìn)行了數(shù)據(jù)讀取、絕對(duì)輻射亮度值轉(zhuǎn)換、條帶去除、大氣校正、幾何精校正以及研究區(qū)域裁剪,提取出了34個(gè)樣點(diǎn)的植被光譜曲線。將實(shí)測(cè)的樣點(diǎn)反射率數(shù)據(jù)重采樣至影像,與預(yù)處理前后的影像數(shù)據(jù)同時(shí)進(jìn)行擬合分析。預(yù)處理后的光譜曲線與實(shí)測(cè)冠層光譜曲線走勢(shì)基本一致,決...
【文章來(lái)源】:山東農(nóng)業(yè)大學(xué)山東省
【文章頁(yè)數(shù)】:65 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
符號(hào)說明
中文摘要
Abstract
1 前言
1.1 研究目的與意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展
1.2.1 高光譜遙感研究進(jìn)展
1.2.2 遙感反演LAI研究進(jìn)展
1.2.3 遙感反演葉綠素含量研究進(jìn)展
1.3 研究?jī)?nèi)容與技術(shù)路線
1.3.1 研究?jī)?nèi)容
1.3.2 技術(shù)路線
2 材料與方法
2.1 研究區(qū)概況
2.1.1 研究區(qū)基本情況
2.1.2 研究區(qū)范圍
2.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)獲取與處理
2.2.1 樣本采集
2.2.2 冠層光譜數(shù)據(jù)獲取
2.2.3 LAI數(shù)據(jù)獲取
2.2.4 葉片面積數(shù)據(jù)獲取
2.2.5 葉片等效水厚度與干物質(zhì)含量數(shù)據(jù)獲取
2.2.6 葉綠素及類胡蘿卜素?cái)?shù)據(jù)獲取
2.2.7 實(shí)測(cè)的模型輸入?yún)?shù)
2.3 HJ-1A星HSI數(shù)據(jù)獲取與預(yù)處理
2.3.1 HJ星數(shù)據(jù)簡(jiǎn)介
2.3.2 HSI數(shù)據(jù)及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)獲取
2.3.3 HSI影像預(yù)處理
2.4 PROSAIL模型反演原理與方法
2.4.1 PROSAIL模型簡(jiǎn)介
2.4.2 PROSAIL模型參數(shù)輸入方法
2.4.3 PROSAIL模型反演蘋果冠層參數(shù)方法
2.5 結(jié)果精度評(píng)價(jià)方法
2.5.1 反演反射率精度評(píng)價(jià)方法
2.5.2 冠層參數(shù)反演結(jié)果精度評(píng)價(jià)方法
3 結(jié)果與分析
3.1 HSI影像反演反射率與精度
3.1.1 HSI影像反射率反演
3.1.2 HSI影像反演反射率精度評(píng)價(jià)
3.2 蘋果冠層模擬反射率
3.3 PROSAIL模型參數(shù)敏感性分析
3.4 基于PROSAIL模型的蘋果冠層參數(shù)反演
3.4.1 模型輸入?yún)?shù)確定與查找表的建立
3.4.2 LAI與冠層葉綠素含量的反演
4 結(jié)論
5 研究特色與展望
5.1 研究特色
5.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與參與課題情況
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于Geosail模型和SVR算法的葉面積指數(shù)遙感反演[J]. 楊維,張學(xué)霞,趙靜瑤. 中國(guó)水土保持科學(xué). 2018(06)
[2]基于PROSAIL輻射傳輸模型的毛竹林分冠層反射率模擬研究[J]. 曾琪,余坤勇,姚雄,鄭文英,張今朝,艾婧文,劉健. 植物科學(xué)學(xué)報(bào). 2017(05)
[3]棉花冠層葉片葉綠素含量與高光譜參數(shù)的相關(guān)性[J]. 楚萬(wàn)林,齊雁冰,常慶瑞,蒲潔. 西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(09)
[4]基于高分一號(hào)數(shù)據(jù)的PROSAIL模型葉面積指數(shù)反演[J]. 葉舒,范文義,孟慶巖. 森林工程. 2016(04)
[5]冬小麥冠層水平葉綠素含量的高光譜估測(cè)[J]. 王曉星,常慶瑞,劉夢(mèng)云,劉秀英,尚艷. 西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(02)
[6]HJ-1A星HSI數(shù)據(jù)預(yù)處理流程研究[J]. 邱玥,于穎,郭安,馮澤芬,宋張亮. 森林工程. 2015(04)
[7]冠層反射光譜對(duì)植被理化參數(shù)的全局敏感性分析[J]. 肖艷芳,周德民,宮輝力,趙文吉. 遙感學(xué)報(bào). 2015(03)
[8]基于高光譜和HJ-1 CCD的水旱地冬小麥葉綠素含量反演[J]. 王慧琴,馮美臣,李廣信,楊武德,任鵬,劉婷婷,郭小麗,高龍梅,李志花,趙佳佳. 山西農(nóng)業(yè)科學(xué). 2014(08)
[9]基于Hyperion影像的玉米冠層葉綠素含量估算[J]. 吳見,侯蘭功,王棟. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2014(06)
[10]基于經(jīng)驗(yàn)?zāi)P偷腍yperion數(shù)據(jù)植被葉綠素含量反演[J]. 豐明博,牛錚. 國(guó)土資源遙感. 2014(01)
博士論文
[1]基于機(jī)器學(xué)習(xí)和輻射傳輸模型的農(nóng)作物葉綠素含量高光譜反演模型[D]. 呂杰.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京) 2012
碩士論文
[1]基于HJ1A-HSI高光譜遙感影像的果園識(shí)別研究[D]. 魏宇.山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 2018
[2]基于PROSAIL模型的半干旱區(qū)春小麥生理生態(tài)參數(shù)反演[D]. 葛麗娟.蘭州大學(xué) 2018
[3]基于模型模擬和遙感圖像的葉綠素含量估算[D]. 舒方.河北師范大學(xué) 2018
[4]基于遙感數(shù)據(jù)的低山丘陵區(qū)蘋果樹冠層葉綠素含量反演[D]. 高璐璐.山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 2017
[5]基于作物生長(zhǎng)模型和遙感數(shù)據(jù)同化的草地生物量估算方法及應(yīng)用[D]. 張雪婷.電子科技大學(xué) 2017
[6]基于PROSAIL模型的干旱半干旱地區(qū)LAI遙感反演建模[D]. 劉天鳳.蘭州大學(xué) 2015
[7]植被遙感識(shí)別與葉面積指數(shù)反演方法研究[D]. 董洲.安徽大學(xué) 2015
[8]基于PROSAIL模型的青海湖流域草地葉面積指數(shù)反演[D]. 余金林.青海師范大學(xué) 2014
[9]基于HJ-1A衛(wèi)星高光譜影像的多尺度景觀格局提取方法研究[D]. 王文娟.西北大學(xué) 2012
[10]基于LandsatTM數(shù)據(jù)的冬小麥不同生育期葉面積指數(shù)反演方法精度比較[D]. 苗乃哲.西安科技大學(xué) 2012
本文編號(hào):3206583
【文章來(lái)源】:山東農(nóng)業(yè)大學(xué)山東省
【文章頁(yè)數(shù)】:65 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
符號(hào)說明
中文摘要
Abstract
1 前言
1.1 研究目的與意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展
1.2.1 高光譜遙感研究進(jìn)展
1.2.2 遙感反演LAI研究進(jìn)展
1.2.3 遙感反演葉綠素含量研究進(jìn)展
1.3 研究?jī)?nèi)容與技術(shù)路線
1.3.1 研究?jī)?nèi)容
1.3.2 技術(shù)路線
2 材料與方法
2.1 研究區(qū)概況
2.1.1 研究區(qū)基本情況
2.1.2 研究區(qū)范圍
2.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)獲取與處理
2.2.1 樣本采集
2.2.2 冠層光譜數(shù)據(jù)獲取
2.2.3 LAI數(shù)據(jù)獲取
2.2.4 葉片面積數(shù)據(jù)獲取
2.2.5 葉片等效水厚度與干物質(zhì)含量數(shù)據(jù)獲取
2.2.6 葉綠素及類胡蘿卜素?cái)?shù)據(jù)獲取
2.2.7 實(shí)測(cè)的模型輸入?yún)?shù)
2.3 HJ-1A星HSI數(shù)據(jù)獲取與預(yù)處理
2.3.1 HJ星數(shù)據(jù)簡(jiǎn)介
2.3.2 HSI數(shù)據(jù)及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)獲取
2.3.3 HSI影像預(yù)處理
2.4 PROSAIL模型反演原理與方法
2.4.1 PROSAIL模型簡(jiǎn)介
2.4.2 PROSAIL模型參數(shù)輸入方法
2.4.3 PROSAIL模型反演蘋果冠層參數(shù)方法
2.5 結(jié)果精度評(píng)價(jià)方法
2.5.1 反演反射率精度評(píng)價(jià)方法
2.5.2 冠層參數(shù)反演結(jié)果精度評(píng)價(jià)方法
3 結(jié)果與分析
3.1 HSI影像反演反射率與精度
3.1.1 HSI影像反射率反演
3.1.2 HSI影像反演反射率精度評(píng)價(jià)
3.2 蘋果冠層模擬反射率
3.3 PROSAIL模型參數(shù)敏感性分析
3.4 基于PROSAIL模型的蘋果冠層參數(shù)反演
3.4.1 模型輸入?yún)?shù)確定與查找表的建立
3.4.2 LAI與冠層葉綠素含量的反演
4 結(jié)論
5 研究特色與展望
5.1 研究特色
5.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與參與課題情況
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于Geosail模型和SVR算法的葉面積指數(shù)遙感反演[J]. 楊維,張學(xué)霞,趙靜瑤. 中國(guó)水土保持科學(xué). 2018(06)
[2]基于PROSAIL輻射傳輸模型的毛竹林分冠層反射率模擬研究[J]. 曾琪,余坤勇,姚雄,鄭文英,張今朝,艾婧文,劉健. 植物科學(xué)學(xué)報(bào). 2017(05)
[3]棉花冠層葉片葉綠素含量與高光譜參數(shù)的相關(guān)性[J]. 楚萬(wàn)林,齊雁冰,常慶瑞,蒲潔. 西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(09)
[4]基于高分一號(hào)數(shù)據(jù)的PROSAIL模型葉面積指數(shù)反演[J]. 葉舒,范文義,孟慶巖. 森林工程. 2016(04)
[5]冬小麥冠層水平葉綠素含量的高光譜估測(cè)[J]. 王曉星,常慶瑞,劉夢(mèng)云,劉秀英,尚艷. 西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(02)
[6]HJ-1A星HSI數(shù)據(jù)預(yù)處理流程研究[J]. 邱玥,于穎,郭安,馮澤芬,宋張亮. 森林工程. 2015(04)
[7]冠層反射光譜對(duì)植被理化參數(shù)的全局敏感性分析[J]. 肖艷芳,周德民,宮輝力,趙文吉. 遙感學(xué)報(bào). 2015(03)
[8]基于高光譜和HJ-1 CCD的水旱地冬小麥葉綠素含量反演[J]. 王慧琴,馮美臣,李廣信,楊武德,任鵬,劉婷婷,郭小麗,高龍梅,李志花,趙佳佳. 山西農(nóng)業(yè)科學(xué). 2014(08)
[9]基于Hyperion影像的玉米冠層葉綠素含量估算[J]. 吳見,侯蘭功,王棟. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2014(06)
[10]基于經(jīng)驗(yàn)?zāi)P偷腍yperion數(shù)據(jù)植被葉綠素含量反演[J]. 豐明博,牛錚. 國(guó)土資源遙感. 2014(01)
博士論文
[1]基于機(jī)器學(xué)習(xí)和輻射傳輸模型的農(nóng)作物葉綠素含量高光譜反演模型[D]. 呂杰.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京) 2012
碩士論文
[1]基于HJ1A-HSI高光譜遙感影像的果園識(shí)別研究[D]. 魏宇.山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 2018
[2]基于PROSAIL模型的半干旱區(qū)春小麥生理生態(tài)參數(shù)反演[D]. 葛麗娟.蘭州大學(xué) 2018
[3]基于模型模擬和遙感圖像的葉綠素含量估算[D]. 舒方.河北師范大學(xué) 2018
[4]基于遙感數(shù)據(jù)的低山丘陵區(qū)蘋果樹冠層葉綠素含量反演[D]. 高璐璐.山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 2017
[5]基于作物生長(zhǎng)模型和遙感數(shù)據(jù)同化的草地生物量估算方法及應(yīng)用[D]. 張雪婷.電子科技大學(xué) 2017
[6]基于PROSAIL模型的干旱半干旱地區(qū)LAI遙感反演建模[D]. 劉天鳳.蘭州大學(xué) 2015
[7]植被遙感識(shí)別與葉面積指數(shù)反演方法研究[D]. 董洲.安徽大學(xué) 2015
[8]基于PROSAIL模型的青海湖流域草地葉面積指數(shù)反演[D]. 余金林.青海師范大學(xué) 2014
[9]基于HJ-1A衛(wèi)星高光譜影像的多尺度景觀格局提取方法研究[D]. 王文娟.西北大學(xué) 2012
[10]基于LandsatTM數(shù)據(jù)的冬小麥不同生育期葉面積指數(shù)反演方法精度比較[D]. 苗乃哲.西安科技大學(xué) 2012
本文編號(hào):3206583
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