本文關(guān)鍵詞：基于C波段雷達(dá)遙感數(shù)據(jù)的水稻FPAR反演，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：FPAR表示了植被冠層能量的吸收能力,是描述植被結(jié)構(gòu)以及與之相關(guān)的物質(zhì)與能量交換過程的基本生理變量,是作物生產(chǎn)模型、大氣模型、水循環(huán)模型、碳循環(huán)模型、生態(tài)模型、凈初級生產(chǎn)力模型等模型的重要陸地關(guān)鍵參量。水稻在世界許多地區(qū)種植,與數(shù)以百萬計(jì)人的生命息息相關(guān)。在中國,水稻種植面積占糧食種植總面積的18.7%,總面積達(dá)到2963萬公頃。因此水稻在保障中國糧食安全和社會(huì)穩(wěn)定上具有重要作用。在區(qū)域和全球尺度上,利用遙感技術(shù)準(zhǔn)確、及時(shí)反演水稻FPAR以及其變化規(guī)律,可以為水稻的生長狀況、總初級生產(chǎn)力的估算和二氧化碳吸收等提供重要的參考數(shù)據(jù)和理論依據(jù)。由于大部分水稻種植地區(qū)多云、多霧、多雨,很大程度上限制了光學(xué)遙感在水稻監(jiān)測方面的應(yīng)用。因此,能夠穿透云層,具有全天時(shí)、全天候?qū)Φ赜^測的星載雷達(dá)成為植被遙感監(jiān)測的重要工具之一,也為將來建立更加可靠、穩(wěn)定的植被遙感監(jiān)測體系提供了重要途徑。本研究以RADARSAT-2遙感數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)源,以成都平原為研究區(qū)域,結(jié)合野外觀測的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等信息,提取研究區(qū)域內(nèi)水稻的種植面積、建立水稻FPAR經(jīng)驗(yàn)和理論反演模型并對結(jié)果進(jìn)行分析與驗(yàn)證。(1)對RADARSAT-2遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理,通過分析水稻生長期中地物多波段、多時(shí)相的后向散射特征和其他植被之間的差別,利用研究區(qū)域內(nèi)不同極化方式以及不同時(shí)相的數(shù)據(jù)對地物進(jìn)行分類,將除水稻外的地物類型進(jìn)行合并,最終提取出水稻的種植面積。結(jié)合實(shí)地考察、試驗(yàn)點(diǎn)、相近地物以及采集的控制點(diǎn)等坐標(biāo)信息對結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證,結(jié)果表明水稻種植面積的提取精度較好。(2)根據(jù)2014年于水稻生長期內(nèi)在研究區(qū)域內(nèi)選取的30個(gè)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)行地面觀測所獲取的水稻的FPAR數(shù)據(jù)與雷達(dá)遙感數(shù)據(jù),建立統(tǒng)計(jì)關(guān)系,構(gòu)建水稻FPAR經(jīng)驗(yàn)反演模型。選取三個(gè)不同時(shí)相的Radarsat-2影像,提取試驗(yàn)點(diǎn)極化方式的后向散射系數(shù)及其比值,并將其與實(shí)測的FPAR進(jìn)行擬合。最后,對結(jié)果進(jìn)行對比分析,σ0VV/σ0VH與實(shí)測的FPAR之間具有很好的關(guān)系,決定系數(shù)R2達(dá)到0.713。(3)以野外實(shí)驗(yàn)獲取水稻生產(chǎn)期內(nèi)各個(gè)時(shí)段的結(jié)構(gòu)參數(shù)數(shù)據(jù)為依據(jù),利用植被冠層后向散射模型——改進(jìn)后的MIMICS(Michigan Microwave Canopy Scattering)模型和基于MIMICS模型的半經(jīng)驗(yàn)半理論模型,對實(shí)驗(yàn)點(diǎn)水稻C波段雷達(dá)數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬。對模擬的各實(shí)驗(yàn)點(diǎn)的后向散射系數(shù)與實(shí)測的FPAR進(jìn)行相關(guān)性分析,發(fā)現(xiàn)兩個(gè)模型模擬的VV、VH極化的后向散射系數(shù)的比值與FPAR之間的關(guān)系都較好,決定系數(shù)R2分別達(dá)到0.814和0.64。(4)基于C波段雷達(dá)遙感數(shù)據(jù)與實(shí)測FPAR的擬合度分析證明,利用整個(gè)生長期的雷達(dá)遙感數(shù)據(jù)估算水稻FPAR是完全可行的,且反演效果較好。從水稻生長階段來看,水稻生長初期由于存在大量水面對雷達(dá)信號(hào)吸收的影響以及水稻矮小等原因,導(dǎo)致水稻FPAR反演效果較差;水稻生長中期幾何結(jié)構(gòu)特征十分明顯,水體的影響也較小,C波段雷達(dá)遙感數(shù)據(jù)能很好的反演這個(gè)階段的FPAR;水稻生長末期由于覆蓋度較高且有稻穗的影響,導(dǎo)致這個(gè)階段無法單獨(dú)用C波段雷達(dá)遙感數(shù)據(jù)來反演水稻FPAR。
【關(guān)鍵詞】：遙感 FPAR 水稻 RADARSAT-2 MIMICS模型
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：S511;P237
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 緒論11-19
• 1.1 研究背景與意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和進(jìn)展12-16
• 1.2.1 SAR在植被上應(yīng)用的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和進(jìn)展12-14
• 1.2.2 FPAR的國外研究現(xiàn)狀和進(jìn)展14-16
• 1.3 研究內(nèi)容16-17
• 1.4 研究方案與技術(shù)路線17-18
• 1.4.1 研究方案17-18
• 1.4.2 技術(shù)路線18
• 1.5 論文結(jié)構(gòu)18-19
• 第二章 RADARSAT-2 數(shù)據(jù)預(yù)處理及水稻種植面積提取19-34
• 2.1 研究區(qū)概述19-20
• 2.2 RADARSAT-2 數(shù)據(jù)獲取及處理20-29
• 2.2.1 RADARSAT-2 數(shù)據(jù)介紹20-22
• 2.2.2 RADARSAT-2 數(shù)據(jù)預(yù)處理22-29
• 2.3 水稻種植面積提取29-33
• 2.3.1 遙感圖像分類方法29-30
• 2.3.2 水稻種植面積提取30-33
• 2.4 本章小結(jié)33-34
• 第三章 水稻生物物理特征參數(shù)地面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與觀測34-51
• 3.1 開展地面觀測實(shí)驗(yàn)的必要性34
• 3.2 水稻觀測實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c設(shè)計(jì)原則34-35
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>34-35
• 3.2.2 觀測時(shí)間確定原則35
• 3.2.3 實(shí)驗(yàn)樣點(diǎn)選擇與布設(shè)原則35
• 3.3 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)35-44
• 3.3.1 觀測指標(biāo)選取35
• 3.3.2 實(shí)驗(yàn)儀器35-37
• 3.3.3 實(shí)驗(yàn)點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)路線布設(shè)37-39
• 3.3.4 野外數(shù)據(jù)采集方案39-40
• 3.3.5 葉面積指數(shù)測量方法40-42
• 3.3.6 FPAR的測量方法42-44
• 3.4 室內(nèi)數(shù)據(jù)測量方法44
• 3.5 實(shí)驗(yàn)觀測與數(shù)據(jù)分析44-50
• 3.5.1 生長期內(nèi)水稻LAI的變化情況45-46
• 3.5.2 生長期內(nèi)水稻FPAR的變化情況46-48
• 3.5.3 其他參數(shù)變化情況48-50
• 3.6 本章小結(jié)50-51
• 第四章 基于RADARSAT-2 與觀測數(shù)據(jù)水稻FPAR經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ蜆?gòu)建51-60
• 4.1 基于單時(shí)相的水稻FPAR經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ蜆?gòu)建51-54
• 4.2 基于相鄰時(shí)相的構(gòu)建水稻FPAR經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ蜆?gòu)建54-55
• 4.3 基于整個(gè)生長期的水稻FPAR經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ蜆?gòu)建55-57
• 4.4 水稻種植區(qū)FPAR反演及結(jié)果分析57-59
• 4.5 本章小結(jié)59-60
• 第五章 水稻種植區(qū)C波段雷達(dá)遙感數(shù)據(jù)模擬及FPAR反演60-75
• 5.1 基于植被冠層后向散射理論模型的C波段雷達(dá)數(shù)據(jù)模擬及FPAR反演60-69
• 5.1.1 MIMICS模型60-63
• 5.1.2 基于MIMICS模型的C波段雷達(dá)數(shù)據(jù)模擬63-65
• 5.1.3 基于MIMICS模型模擬的數(shù)據(jù)與FPAR相關(guān)性分析65-69
• 5.2 基于植被冠層后向散射半經(jīng)驗(yàn)半理論模型的C波段雷達(dá)數(shù)據(jù)模擬及FPAR反演69-74
• 5.2.1 植被冠層后向散射半經(jīng)驗(yàn)半理論模型69-70
• 5.2.2 基于半經(jīng)驗(yàn)半理論模型的C波段雷達(dá)數(shù)據(jù)模擬70-72
• 5.2.3 基于半經(jīng)驗(yàn)半理論模型模擬數(shù)據(jù)與FPAR相關(guān)性分析72-74
• 5.3 本章小結(jié)74-75
• 第六章 結(jié)論與展望75-77
• 6.1 主要結(jié)論75-76
• 6.2 研究展望76-77
• 6.2.1 存在的問題76
• 6.2.2 展望76-77
• 致謝77-78
• 參考文獻(xiàn)78-86
• 攻讀碩士期間取得的研究成果86-87

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 李新;馬明國;王建;劉強(qiáng);車濤;胡澤勇;肖青;柳欽火;蘇培璽;楚榮忠;晉銳;王維真;冉有華;;黑河流域遙感—地面觀測同步試驗(yàn):科學(xué)目標(biāo)與試驗(yàn)方案[J];地球科學(xué)進(jìn)展;2008年09期

2 凌飛龍;李增元;白黎娜;田昕;陳爾學(xué);楊永恬;;ALOS PALSAR雙極化數(shù)據(jù)水稻制圖[J];遙感學(xué)報(bào);2011年06期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 葉W，

本文編號(hào)：423424