發(fā)布時(shí)間：2017-09-10 21:03

  本文關(guān)鍵詞：融合GF-1與MODIS數(shù)據(jù)生成高時(shí)空分辨率LAI產(chǎn)品

  更多相關(guān)文章： MODIS產(chǎn)品 “高分一號(hào)” 克里金插值法 葉面積指數(shù) 時(shí)間序列

【摘要】：葉面積指數(shù)(LAI)是描述陸地表面和植物邊界層之間各種物質(zhì)及能量交換的陸地過(guò)程模型中一個(gè)極其重要的狀態(tài)參數(shù),精確測(cè)算LAI是評(píng)估植被長(zhǎng)勢(shì)和固碳能力的重要前提,對(duì)維持生態(tài)平衡和提高人類的生產(chǎn)生活水平具有深遠(yuǎn)的意義。因此,借助遙感手段估算大面積植被冠層LAI是現(xiàn)領(lǐng)域研究生態(tài)環(huán)境相關(guān)工作的主要手段。然而,現(xiàn)階段LAI標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品無(wú)法同時(shí)兼顧時(shí)間分辨率和空間分辨率,很大程度上限制了LAI相關(guān)領(lǐng)域研究的發(fā)展。所以,本文基于這一問(wèn)題進(jìn)行深入的探討與研究。本文以廣州市黃埔區(qū)中部的城郊區(qū),探討基于克里金插值法的同化濾波法融合“高分一號(hào)”遙感影像(GF-1)高空間分辨率與MODIS LAI標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品高時(shí)間分辨率各自的優(yōu)勢(shì),生成高時(shí)空分辨率的LAI產(chǎn)品。同時(shí)為提高LAI產(chǎn)品的精度,在融合的過(guò)程中加入景觀指數(shù)因子,從宏觀上更為貼切地描述不同時(shí)刻植被LAI曲線的變化。主要的工作內(nèi)容如下:(1)探討基于克里金插值法生成LAI時(shí)間序列產(chǎn)品的合理性對(duì)遙感影像進(jìn)行克里金插值法的尺度轉(zhuǎn)換,首先需要驗(yàn)證其是否符合空間自相關(guān)和是否滿足正態(tài)分布的要求,否則會(huì)降低尺度轉(zhuǎn)換后的精度。利用莫蘭系數(shù)對(duì)MODIS產(chǎn)品中紅色波段反射率、近紅外波段反射率、歸一化差異植被指數(shù)(NDVI)以及LAI的進(jìn)行自相關(guān)空間分析,它們的莫蘭系數(shù)分別為0.722,0.703,0.774和0.655,反映研究區(qū)中植被類型傾向于整體性,滿足克里金插值法的要求。同時(shí),采用非參數(shù)法對(duì)MODIS產(chǎn)品進(jìn)行正態(tài)分布檢驗(yàn)時(shí),均服從正態(tài)分布。同理,GF-1的紅色波段反射率、近紅外波段反射率以及NDVI均滿足克里金插值法的前提假設(shè)。對(duì)MODIS產(chǎn)品進(jìn)行點(diǎn)克里金插值法尺度轉(zhuǎn)換到合適的分辨率30m后,GF-1影像通過(guò)塊克里金插值法尺度轉(zhuǎn)換到同一空間分辨率對(duì)MODIS的降尺度進(jìn)行間接的精度驗(yàn)證。結(jié)果表明,紅色波段反射率、近紅外波段反射率以及NDVI的誤差系數(shù)均小于20.62%;同時(shí),利用地面實(shí)測(cè)50組LAI與MODIS LAI尺度轉(zhuǎn)換后進(jìn)行橫向比較發(fā)現(xiàn),其平均誤差系數(shù)為25.48%,結(jié)果表明MODIS標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品經(jīng)克里金插值法尺度下推后是合理的。(2)構(gòu)建GF-1影像NDVI與LAI的估算模型基于GF-1遙感影像,利用地面實(shí)測(cè)LAI數(shù)據(jù)建立不同植被LAI與NDVI之間的回歸模型。通過(guò)植被分類后,農(nóng)田、草地和闊葉林均以指數(shù)模型與各自的NDVI構(gòu)建估算方程,R2系數(shù)均大于0.833,擬合精度良好,估算精度滿足大面積、大范圍估測(cè)不同植被類型冠層LAI的需要。(3)基于同化濾波法融合MODIS LAI產(chǎn)品與GF-1反演的LAI分布圖將GF-1影像反演的LAI分布圖融合到MODIS LAI產(chǎn)品中,需要用到同化濾波法,同時(shí)在融合過(guò)程中加入景觀指數(shù)因子對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化,最后生成了研究區(qū)全年高空間分辨率的LAI分布圖。經(jīng)實(shí)測(cè)LAI驗(yàn)證后,時(shí)間序列的LAI分布圖的平均預(yù)測(cè)精度為72.80%,結(jié)果表明經(jīng)同化濾波法生成的時(shí)間序列LAI是可行的。
【關(guān)鍵詞】：MODIS產(chǎn)品 “高分一號(hào)” 克里金插值法 葉面積指數(shù) 時(shí)間序列
【學(xué)位授予單位】：華南農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：Q948;TP79
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 1 前言9-24
• 1.1 研究的目的及意義9-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析10-21
• 1.2.1 葉面積指數(shù)測(cè)量方法及研究現(xiàn)狀10-18
• 1.2.1.1 葉面積指數(shù)野外單點(diǎn)實(shí)測(cè)研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.1.2 葉面積指數(shù)大面積測(cè)算研究現(xiàn)狀12-18
• 1.2.2 影像尺度轉(zhuǎn)換方法研究現(xiàn)狀18-20
• 1.2.3 LAI時(shí)間序列產(chǎn)品生成方法研究現(xiàn)狀20-21
• 1.3 研究?jī)?nèi)容21-22
• 1.4 論文框架結(jié)構(gòu)22
• 1.5 技術(shù)路線圖22-24
• 2 材料與方法24-32
• 2.1 材料24-27
• 2.1.1 研究區(qū)概況24
• 2.1.2 數(shù)據(jù)源及預(yù)處理24-27
• 2.1.2.1 MODIS數(shù)據(jù)收集24-25
• 2.1.2.2 GF-1 數(shù)據(jù)收集25
• 2.1.2.3 地面實(shí)測(cè)LAI數(shù)據(jù)25
• 2.1.2.4 影像數(shù)據(jù)預(yù)處理25-27
• 2.2 方法27-32
• 2.2.1 尺度轉(zhuǎn)換的方法27-29
• 2.2.2 同化濾波法29-30
• 2.2.3 時(shí)間誤差修正法30-32
• 3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析32-49
• 3.1 克里金插值法降尺度轉(zhuǎn)換32-38
• 3.1.1 數(shù)據(jù)分析32-34
• 3.1.1.1 空間自相關(guān)分析32-33
• 3.1.1.2 正態(tài)分布性檢驗(yàn)33-34
• 3.1.2 半變異函數(shù)計(jì)算34-36
• 3.1.3 基于點(diǎn)克里金插值法降尺度轉(zhuǎn)換36-38
• 3.2 精度驗(yàn)證38-45
• 3.2.1 間接精度驗(yàn)證38-42
• 3.2.1.1 基于塊克里格插值法升尺度轉(zhuǎn)換38-39
• 3.2.1.2 精度分析39-42
• 3.2.2 地面實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)精度驗(yàn)證42-45
• 3.2.2.1 精度分析44-45
• 3.3 融合GF-1 和MODIS數(shù)據(jù)獲取高空間分辨率時(shí)間序列LAI45-49
• 3.3.1 GF-1 植被冠層LAI的獲取45-46
• 3.3.1.1 不同植被類型LAI與NDVI關(guān)系模型的建立45-46
• 3.3.2 以不同植被類型的指數(shù)回歸模型反演GF-1 植被冠層LAI46-47
• 3.3.3 基于數(shù)據(jù)同化濾波法調(diào)整MODIS插值后不同植被類型LAI47-48
• 3.3.4 精度驗(yàn)證48-49
• 4 結(jié)論與展望49-51
• 4.1 結(jié)論49
• 4.2 展望49-51
• 致謝51-52
• 參考文獻(xiàn)52-61
• 附錄61

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

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本文編號(hào)：826598