面向LAI遙感經(jīng)驗(yàn)建模的便利空間抽樣方法
發(fā)布時(shí)間：2017-10-03 12:21
本文關(guān)鍵詞：面向LAI遙感經(jīng)驗(yàn)建模的便利空間抽樣方法
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【摘要】：葉面積指數(shù)(LAI,Leaf Area Index)是影響陸地表面光合作用、蒸騰作用以及能量平衡的關(guān)鍵變量。其最簡(jiǎn)單和最常用的遙感反演方法為基于遙感經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷姆囱?而LAI遙感經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷臉?gòu)建需要LAI地面空間抽樣的強(qiáng)力支持,但目前采用的多種地面空間抽樣方法或者抽樣成本較高,或者建模精度無(wú)法滿足要求,缺少一種適用于LAI遙感經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ蜆?gòu)建的地面空間抽樣方法。針對(duì)上述問(wèn)題,本文通過(guò)綜合便利抽樣與概率分層抽樣的各自優(yōu)勢(shì),提出一種適用于LAI遙感經(jīng)驗(yàn)建模的便利空間抽樣方法。并通過(guò)選取與之相適用的建模精度評(píng)估因子(RMEI)和抽樣成本評(píng)估因子(抽樣時(shí)間),分別對(duì)精度和成本加以評(píng)估。同時(shí),為了探究該抽樣方法的影響因素,本文分別對(duì)抽樣區(qū)域?qū)挾�、樣本量、分層�?shù)、樣本分層配置方式以及LAI與NDVI相關(guān)性對(duì)LAI建模精度的影響進(jìn)行了深入的分析和討論,主要得到以下幾個(gè)方面的研究結(jié)論:(1)提出了一種面向LAI遙感經(jīng)驗(yàn)建模的便利空間抽樣方法,其核心思想是:一方面以研究區(qū)域交通線路為中心構(gòu)建緩沖區(qū)作為抽樣區(qū)域進(jìn)行便利抽樣,以大幅度降低地面空間抽樣成本;另一方面通過(guò)調(diào)查區(qū)域與抽樣區(qū)域NDVI數(shù)據(jù)分布特征的吻合處理,并以NDVI作為輔助變量進(jìn)行分層抽樣設(shè)計(jì),用以保證地面采集樣本的代表性,從而實(shí)現(xiàn)LAI遙感經(jīng)驗(yàn)建模的高精度。(2)面向LAI遙感經(jīng)驗(yàn)建模的便利空間抽樣方法的基本程序包括抽樣區(qū)域生成、分層抽樣設(shè)計(jì)、抽樣單元抽取與抽樣樣點(diǎn)布設(shè)等四個(gè)步驟。(3)LAI便利空間抽樣方法獲取的樣本數(shù)據(jù)構(gòu)建的經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)模型具有很好的建模精度和穩(wěn)定性。與抽樣區(qū)隨機(jī)抽樣方法相比,其RMEI平均值和標(biāo)準(zhǔn)差均要小得多,其中RMEI平均值降低了19.4%,RMEI標(biāo)準(zhǔn)差降低了25.7%。其原因是該方法通過(guò)基于NDVI數(shù)據(jù)分層的手段,將采集到的樣本數(shù)據(jù)均勻分布于LAI總體值域內(nèi)。(4)LAI便利空間抽樣方法能夠顯著降低LAI空間抽樣成本。相對(duì)于研究區(qū)分層抽樣,LAI便利空間抽樣方法的抽樣時(shí)間平均縮短了22.9小時(shí),抽樣成本平均降低了66.3%。其原因是該方法在道路兩側(cè)構(gòu)建抽樣區(qū)域,顯著縮短了調(diào)查人員地面行走距離,有效降低了地面空間抽樣成本。(5)抽樣區(qū)域?qū)挾�、樣本量、分層�?shù)、樣本分層配置方式以及LAI與NDVI相關(guān)性均對(duì)LAI便利空間抽樣方法的抽樣結(jié)果有著較大的影響。①抽樣區(qū)域?qū)挾葘?duì)于LAI建模精度影響較小,但隨著抽樣區(qū)域?qū)挾鹊臏p小,建模穩(wěn)定性增強(qiáng),抽樣成本顯著下降。②LAI建模精度及穩(wěn)定性均隨著樣本量及分層數(shù)的增加而得到顯著提高。但隨著樣本量的不斷增加,建模精度提高的同時(shí),抽樣成本也會(huì)隨之顯著增加。③相比于比例配置方式,等量分配方式的分層抽樣建立的LAI遙感經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷木燃胺�(wěn)定性較高。④NDVI與LAI之間的相關(guān)性決定了抽樣結(jié)果的有效性和準(zhǔn)確性。兩者相關(guān)性較低(相關(guān)系數(shù)小于0.6),LAI便利空間抽樣失效,需要選擇其他抽樣方法實(shí)現(xiàn)抽樣;當(dāng)兩者存在顯著的相關(guān)性(相關(guān)系數(shù)大于0.6)時(shí),LAI便利空間抽樣方法適用。
【關(guān)鍵詞】：LAI NDVI 經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?/strong> 便利抽樣 分層抽樣 建模精度 抽樣成本
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院研究生院（東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所）
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：P237;Q948
【目錄】：
- 摘要7-9
- Abstract9-12
- 第一章 緒論12-24
- 第一節(jié) 選題目的及意義12-14
- 第二節(jié) 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展14-20
- 一、LAI研究進(jìn)展14-16
- 二、空間抽樣方法研究進(jìn)展16-20
- 第三節(jié) 研究?jī)?nèi)容、創(chuàng)新點(diǎn)和技術(shù)路線20-24
- 一、研究?jī)?nèi)容20
- 二、本文創(chuàng)新點(diǎn)20-21
- 三、技術(shù)路線21-24
- 第二章 研究區(qū)概況、數(shù)據(jù)獲取及處理24-28
- 第一節(jié) 研究區(qū)概況24-25
- 第二節(jié) 數(shù)據(jù)獲取及處理25-28
- 一、植被指數(shù)NDVI數(shù)據(jù)獲取25-26
- 二、LAI實(shí)測(cè)樣本數(shù)據(jù)模擬26-28
- 第三章LAI便利空間抽樣方法28-38
- 第一節(jié)LAI便利空間抽樣方法的基本思想28-29
- 第二節(jié)LAI便利空間抽樣方法的抽樣程序29-31
- 第三節(jié)LAI便利空間抽樣方法的實(shí)現(xiàn)31-35
- 本章小結(jié)35-38
- 第四章LAI便利空間抽樣方法評(píng)估38-47
- 第一節(jié) 建模精度38-42
- 一、模型擬合精度的評(píng)估因子38-39
- 二、模型擬合精度評(píng)估39-40
- 三、建模精度的評(píng)估因子40-41
- 四、建模精度評(píng)估41-42
- 第二節(jié) 抽樣成本42-45
- 一、抽樣成本的評(píng)估因子42-43
- 二、抽樣成本評(píng)估43-45
- 本章小結(jié)45-47
- 第五章LAI便利空間抽樣方法的影響因素分析47-58
- 第一節(jié) 抽樣區(qū)域?qū)挾葘?duì)遙感經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ蜆?gòu)建的影響47-50
- 一、對(duì)建模精度的影響47-49
- 二、對(duì)抽樣成本的影響49-50
- 第二節(jié) 樣本量及分層數(shù)對(duì)遙感經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ蜆?gòu)建的影響50-52
- 一、對(duì)建模精度的影響50-52
- 二、對(duì)抽樣成本的影響52
- 第三節(jié) 樣本分層配置方式對(duì)遙感經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ蜆?gòu)建精度影響52-54
- 第四節(jié)LAI與NDVI相關(guān)性對(duì)遙感經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ蜆?gòu)建精度影響54-56
- 本章小結(jié)56-58
- 第六章 結(jié)論與展望58-60
- 第一節(jié) 結(jié)論58-59
- 第二節(jié) 不足與展望59-60
- 參考文獻(xiàn)60-66
- 發(fā)表文章目錄66-68
- 致謝68-69
【參考文獻(xiàn)】
中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條
1 馮曉磊;地學(xué)抽樣模型及抽樣方案的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[D];河北師范大學(xué);2007年
，本文編號(hào)：965172
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