本文關鍵詞：面向LAI遙感經(jīng)驗建模的便利空間抽樣方法

  更多相關文章： LAI NDVI 經(jīng)驗模型 便利抽樣 分層抽樣 建模精度 抽樣成本

【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鍵變量。其最簡單和最常用的遙感反演方法為基于遙感經(jīng)驗模型的反演,而LAI遙感經(jīng)驗模型的構建需要LAI地面空間抽樣的強力支持,但目前采用的多種地面空間抽樣方法或者抽樣成本較高,或者建模精度無法滿足要求,缺少一種適用于LAI遙感經(jīng)驗模型構建的地面空間抽樣方法。針對上述問題,本文通過綜合便利抽樣與概率分層抽樣的各自優(yōu)勢,提出一種適用于LAI遙感經(jīng)驗建模的便利空間抽樣方法。并通過選取與之相適用的建模精度評估因子(RMEI)和抽樣成本評估因子(抽樣時間),分別對精度和成本加以評估。同時,為了探究該抽樣方法的影響因素,本文分別對抽樣區(qū)域寬度、樣本量、分層數(shù)、樣本分層配置方式以及LAI與NDVI相關性對LAI建模精度的影響進行了深入的分析和討論,主要得到以下幾個方面的研究結論:(1)提出了一種面向LAI遙感經(jīng)驗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建緩沖區(qū)作為抽樣區(qū)域進行便利抽樣,以大幅度降低地面空間抽樣成本;另一方面通過調查區(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作為輔助變量進行分層抽樣設計,用以保證地面采集樣本的代表性,從而實現(xiàn)LAI遙感經(jīng)驗建模的高精度。(2)面向LAI遙感經(jīng)驗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、分層抽樣設計、抽樣單元抽取與抽樣樣點布設等四個步驟。(3)LAI便利空間抽樣方法獲取的樣本數(shù)據(jù)構建的經(jīng)驗統(tǒng)計模型具有很好的建模精度和穩(wěn)定性。與抽樣區(qū)隨機抽樣方法相比,其RMEI平均值和標準差均要小得多,其中RMEI平均值降低了19.4%,RMEI標準差降低了25.7%。其原因是該方法通過基于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。(4)LAI便利空間抽樣方法能夠顯著降低LAI空間抽樣成本。相對于研究區(qū)分層抽樣,LAI便利空間抽樣方法的抽樣時間平均縮短了22.9小時,抽樣成本平均降低了66.3%。其原因是該方法在道路兩側構建抽樣區(qū)域,顯著縮短了調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)域寬度、樣本量、分層數(shù)、樣本分層配置方式以及LAI與NDVI相關性均對LAI便利空間抽樣方法的抽樣結果有著較大的影響。①抽樣區(qū)域寬度對于LAI建模精度影響較小,但隨著抽樣區(qū)域寬度的減小,建模穩(wěn)定性增強,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,抽樣成本也會隨之顯著增加。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)驗模型的精度及穩(wěn)定性較高。④NDVI與LAI之間的相關性決定了抽樣結果的有效性和準確性。兩者相關性較低(相關系數(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現(xiàn)抽樣;當兩者存在顯著的相關性(相關系數(shù)大于0.6)時,LAI便利空間抽樣方法適用。
【關鍵詞】：LAI NDVI 經(jīng)驗模型 便利抽樣 分層抽樣 建模精度 抽樣成本
【學位授予單位】：中國科學院研究生院（東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所）
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：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) 國內外研究進展14-20
• 一、LAI研究進展14-16
• 二、空間抽樣方法研究進展16-20
• 第三節(jié) 研究內容、創(chuàng)新點和技術路線20-24
• 一、研究內容20
• 二、本文創(chuàng)新點20-21
• 三、技術路線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實測樣本數(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現(xiàn)31-35
• 本章小結35-38
• 第四章LAI便利空間抽樣方法評估38-47
• 第一節(jié) 建模精度38-42
• 一、模型擬合精度的評估因子38-39
• 二、模型擬合精度評估39-40
• 三、建模精度的評估因子40-41
• 四、建模精度評估41-42
• 第二節(jié) 抽樣成本42-45
• 一、抽樣成本的評估因子42-43
• 二、抽樣成本評估43-45
• 本章小結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)域寬度對遙感經(jīng)驗模型構建的影響47-50
• 一、對建模精度的影響47-49
• 二、對抽樣成本的影響49-50
• 第二節(jié) 樣本量及分層數(shù)對遙感經(jīng)驗模型構建的影響50-52
• 一、對建模精度的影響50-52
• 二、對抽樣成本的影響52
• 第三節(jié) 樣本分層配置方式對遙感經(jīng)驗模型構建精度影響52-54
• 第四節(jié)LAI與NDVI相關性對遙感經(jīng)驗模型構建精度影響54-56
• 本章小結56-58
• 第六章 結論與展望58-60
• 第一節(jié) 結論58-59
• 第二節(jié) 不足與展望59-60
• 參考文獻60-66
• 發(fā)表文章目錄66-68
• 致謝68-69

【參考文獻】

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 馮曉磊;地學抽樣模型及抽樣方案的設計與應用[D];河北師范大學;2007年

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本文編號：965172