【摘要】：遙感數(shù)據(jù)的“尺度效應”是客觀存在的。不同空間尺度的遙感數(shù)據(jù)、遙感反演的模型以及得到的遙感產(chǎn)品這些都存在這種尺度效應。數(shù)據(jù)點的空間信息與像元面的空間信息能否匹配仍是待解決的問題。地面測量點對遙感像元的代表性如何,怎樣獲取像元的相對真值,多大的空間分辨率可以真實地反映森林區(qū)域的葉面積指數(shù)(LAI),這些都是定量遙感中的重要問題。本研究根據(jù)特征精度和相對均勻的概念,保持地面實測數(shù)據(jù)的真實觀測面積與遙感像元獲取面積一致的條件下,計算LAI-2200和TRAC兩種冠層分析儀測量的空間范圍,并結合 GF-2(4.1 m)、Sentinel-2(10 m)、Landsat-8(30 m)這三種不同空間分辨率遙感影像,找到各尺度下像元的相對真值,與植被指數(shù)構建估算模型,比較得到最優(yōu)估算模型,分析不同空間尺度森林葉面積指數(shù)估算的差異,同時引入指標評價三種尺度數(shù)據(jù)集的空間代表性,得到估算葉面積指數(shù)的最優(yōu)尺度。根據(jù)物質守恒定律,得到大尺度的相對真值,評價不同轉換方法的精度以及對MODIS LAI產(chǎn)品進行真實性檢驗。通過研究結果表明,LAI-2200實測數(shù)據(jù)的點能代表最大空間范圍是12m×12m像元尺度,所以GF-2和Sentinel-2兩種尺度使用單點模型,Landsat-8使用傳統(tǒng)簡單平均的多點模型。使用SR、NDVI、SAVI和ARVI植被指數(shù)構建一元指數(shù)模型,結果表明比值植被指數(shù)(SR)與LAI的相關性比NDVI、RVI、SAVI的相關性高,使用SR與LAI的一元指數(shù)模型可以更高精度地實現(xiàn)研究區(qū)域LAI的估算。不同空間尺度的遙感影像對LAI建模存在一定影響。采用30 m和100 m尺度對估算結果進行驗證,結果表明基于10 m尺度Sentinel-2的更適合估算森林LAI。對最優(yōu)模型得到的三種尺度結果進行空間代表性評價,結果與儀器測量的空間范圍一致,GF-2和Sentinel-2的單點數(shù)據(jù)集對兩尺度像元的空間代表性較好;GF-2的空間分辨率最高,像元內的覆蓋類型更單一,像元更均勻,門檻系數(shù)(Coefficient of sill,CS)值最小,但是建模精度和擬合并不是最好;Landsat-8的空間分辨率是30 m,像元內植被覆蓋類型較其他兩尺度稍復雜,所以像元均勻度也相對較低,空間代表性相對較差。對于森林來說,分辨率越高并不一定能充分估算森林LAI分布,10 m空間分辨率的Sentinel-2遙感影像能更好地對森林LAI進行預測,是估算森林LAI的最優(yōu)尺度。根據(jù)物質守恒定律,基于最優(yōu)尺度的相對真值對五種尺度轉換方法的精度進行驗證,得出在獲取相對真值的情況下,使用頻數(shù)權重法的精度最高。最后還對MODIS LAI產(chǎn)品進行真實性檢驗,結果顯示MODIS LAI產(chǎn)品估算結果偏差很大,所以MODIS LAI遙感產(chǎn)品估算精度有待于提高,不能直接作為機理模型的輸入數(shù)據(jù),需要對其進行校正才能作為初始輸入數(shù)據(jù)進行模型模擬。
【圖文】：

２６５９°－４５．３２３２°Ｎ，１２７．４９５７°－１２７．６０４°Ｅ），由邋１０邋個森林經(jīng)營施業(yè)區(qū)組成（見圖邋２均海拔４２８邋ｍ，最高海拔達到８１７邋ｍ，屬于溫帶季風氣候，冬季寒冷干燥，夏多雨。屬于長白山系支脈張廣才嶺西側余脈。該地區(qū)年平均溫度達到２．８°Ｃ，年量為７２３．８邋ｍｍ。土壤為典型暗棕壤，也稱為暗棕色森林土，為林木的生長奠的條件。逡逑宄區(qū)域植被類型屬于長白山植物區(qū)系，它覆蓋了多種植被類型的次生林生態(tài)要樹種包括水曲柳（Ｆｒａｘ／ｗｗｓ邐）、榆樹（ｔＺ／ｗｗｓ邐）、胡桃／ａｒａ邋ｍａｍ／ｓＴｍｒ／ｃａ）、柞樹ｍｏｗｇｏ／ｚ’ｃａ）、椴樹（７）７／ｇ邋ａｗｗｒｅｍ？幻ｉ）、楊ｐｕｌｕｓ邋ｄａｖｉｄｉａｎａ邋）、執(zhí)禪（Ｂｅｔｕｌａ邋ｃｏｓｔａｔａ邋）、色木槭（ｄｅｅｒ邐）、黃ｅｌｌｏｄｅｎｄｒｏｎ邋ａｍｕｒｅｎｓｅ）邋＞邋＇落葉豐公（Ｌａｒｉｘ邋ｇｍｅｌｉｎｉｉ）邋＞邋樟子松Ｐｉｎｕｓ邋ｓｙｌｖｅｓｔｒｉｓ邋ｖａｒ／／０／／ｒａ）、紅松（Ｐｆｗｗ邐等［１９］。林下的灌木和亞喬木主要有暴馬�。椋睿纾徨澹颍澹簦椋悖酰欤幔簦徨澹觯幔颍澹恚幔睿洌螅瑁酰颍椋悖幔�、衛(wèi)矛（Ｅｕｏｎｙｍｕｓ邋ｓｐｐ．）邋＞邋忍冬（Ｌｏｎｉｃｅｒ／ｃｏ邋）、稠李（）、毛j#子（Ｃｏｒ少ＷＡＴ？也／７ｗｒ／（＾７）和茶條槭（ｊ逡逑ｔｏ邋）等，，草本植物以蕨類（ａ／ｐ／Ｚ／ｗｓ－ｖｅｗｍｉ邋）、木賊（逡逑ｌｅ）、白花碎米養(yǎng)（Ｃａｒｄａｍｉｎｅ邋ｌｅｕｃａｎｔｈａ）、蚊子草（Ｆｉｌｉｐｅｎｄｕｌａ邋Ｐａｌｍａｔａ）為主。逡逑：２ｒｙｏ．．Ｅ邐ｉ２７＊３ｙ0＂Ｅ邐ｉｊｒａｏｒｏ－Ｈ邐逡逑

在每個大樣地的東南、東北、西北和西南四個角及其中心設置５個小樣地，樣地大小為逡逑１００邋ｍＸ邋１００邋ｍ，另設有一塊示范小樣地，本研究共有１６塊小樣地作為本次研究的數(shù)據(jù)逡逑樣本，樣地分布見圖２－１所示。使用精度為±３邋ｍ的ＧＰＳ邋（ＧＡＲＭＩＮ邋ＧＰＳＭＡＰ邋６３９ｃｓ）逡逑對樣地中心點及每個測點進行精確定位，記錄樣地的樹種組成、優(yōu)勢木高和平均樹高，逡逑樣地樹種平均葉寬度，并采集每塊樣地照片。逡逑本研宄使用邋ＬＡＩ－２２００Ｃ邋和邋ＴＲＡＣ邋（Ｔｒａｃｉｎｇ邋Ｒａｄｉａｔｉｏｎ邋ａｎｄ邋Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ邋ｏｆ邋Ｃａｎｏｐｉｅｓ）兩逡逑種葉面積指數(shù)冠層分析儀的各自測量特征進行葉面積指數(shù)的測量。在陰天或者無強光直逡逑射時（上午１０點前，下午３點后）使用ＬＡＩ－２２００進行測量，在晴朗天有強光直射時逡逑（上午１０點到下午３點之間）使用ＴＲＡＣ進行測量。ＴＲＡＣ的測量軌跡垂直于太陽入逡逑射方向，在小樣地中每間隔２０邋ｍ距離處設置另一條ＴＲＡＣ樣線，每個小樣地中共設置逡逑５條垂直于太陽入射方向的ＴＲＡＣ樣線，記錄ＴＲＡＣ樣線軌跡的起始點坐標和方向。在逡逑每條ＴＲＡＣ樣線上以及兩條ＴＲＡＣ樣線中間處，每距離２０邋ｍ布設１個ＬＡＩ－２２００測逡逑點，每條ＴＲＡＣ樣線上共４個ＬＡＩ－２２００測量點，樣線之間設置５個ＬＡＩ－２２００測量點，逡逑與樣線上的ＬＡＩ－２２００測量點錯開
【學位授予單位】：東北林業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：S771.8

【參考文獻】

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本文編號：2677317