發(fā)布時(shí)間：2020-05-10 20:11

【摘要】：葉面積指數(shù)(LAI)通常指單位地表內(nèi)所有葉片表面積總和的二分之一,是表征陸地表面植被葉片物理結(jié)構(gòu)和數(shù)量的重要參數(shù)(Chen Black,1992)。LAI作為全球氣候模型、水文模型、生態(tài)生化模型等眾多模型的輸入變量參與運(yùn)算,是決定模型結(jié)果的重要因素(Shabanov et al.,2005), LAI的大面積估算具有重要的理論與實(shí)踐意義�，F(xiàn)行全球LAI產(chǎn)品一般限于千米級(jí)的空間分辨率,不能反映地表局部區(qū)域內(nèi)的差異和多樣化、復(fù)雜化的植被生態(tài)系統(tǒng),難以滿(mǎn)足區(qū)域變化監(jiān)測(cè)的需要。如何進(jìn)行高質(zhì)量的較高分辨率LAI制圖是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題,有探索的必要性。本文以中國(guó)西北部干旱半干旱區(qū)為例,研究區(qū)域尺度的LAI遙感估算建模。通過(guò)PROSAIL模型模擬,綜合運(yùn)用野外實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)建立了研究區(qū)域的多光譜反射率一LAI關(guān)系查找表,基于Landsat5 TM影像數(shù)據(jù)完成30m空間分辨率的LAI制圖。主要研究工作如下：(1)系統(tǒng)地闡述了PROSAIL模型原理與方法,分析了植被纓帽面光譜空間的特征。(2)依據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)以及已有研究資料,詳細(xì)分析了適于干旱半干旱地區(qū)的PROSAIL模型輸入?yún)?shù)的值域范圍；結(jié)合模型參數(shù)組合值域范圍和遙感影像數(shù)據(jù)正向模擬得到與衛(wèi)星觀測(cè)、地面觀測(cè)相吻合的81804條高光譜模擬數(shù)據(jù)集,進(jìn)而得到對(duì)應(yīng)TM波段的多光譜反射率模擬數(shù)據(jù)集。(3)在多光譜反射率模擬數(shù)據(jù)集的基礎(chǔ)上分析了LAI在纓帽面光譜特征空間的分布情況,建立了多光譜反射率(包括紅光、近紅外和纓帽變換后亮度、綠度、濕度三變量)與LAI的查找表以及LAI的遙感估算準(zhǔn)則。(4)基于所建LAI查找表和查找準(zhǔn)則完成了LAI的反演制圖,比較分析了利用紅光、近紅外一LAI查找表和亮度、綠度、濕度一LAI查找表進(jìn)行LAI估算的差異�；诩t光、近紅外查找表的反演結(jié)果與基于亮度、綠度、濕度的反演結(jié)果相近,相關(guān)系數(shù)為0.8787。以實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行模型理論精度驗(yàn)證的結(jié)果表明前者的反演理論精度略好于后者的反演理論精度,相關(guān)系數(shù)分別為0.86,0.67,均方根誤差分別為0.54,0.9；以同時(shí)期MODIS LAI產(chǎn)品(共2期,與TM獲取時(shí)間間隔均為4天)作為基準(zhǔn)進(jìn)行遙感反演精度評(píng)價(jià)的結(jié)果表明：基于亮度、綠度、濕度查找表的反演結(jié)果與MODIS LAI產(chǎn)品更接近,但是基于紅光、近紅外波段查找表的結(jié)果隨機(jī)干擾較小。(5)多種不確定性因素影響LAI的反演結(jié)果。主要包括模型自身的不確定性,物理模型反演的病態(tài)性以及數(shù)據(jù)處理中帶來(lái)的不確定性。
【圖文】：

冠層雙向反射率作為觀測(cè)角度的一個(gè)函數(shù)。其物理本質(zhì)是通過(guò)四個(gè)偏微逡逑分方程（見(jiàn)公式２－（９－１２））定量描述作用于植被冠層上的四個(gè)向上／向下的福射通逡逑量的吸收和散射過(guò)程（如圖２－１所示），模巧得到植被冠層的雙向反射率因子。逡逑ｄＥｊＬｄｘ邋＝邋ｋＥ、邐口＿９）逡逑ｄＥ￣邋ｊＵｘ邋＝邋－ｓ＇Ｅ＾邋＋邋ａＥ￣－ａＥ＊邐口－１０）逡逑ｄＥ＋／Ｌｄｘ邋＝邋ｓＥｓ邋＋邋ａＥ＿邋－邋ａＥ＋邐口－…逡逑ｄＥ。／邋Ｌｄｘ邋二扣Ｅ，＋邋ｖＥ—邋＋邋Ｄ，Ｅ—邋—邋ＫＥ。邐（２－１２）逡逑其中，Ｌ為葉面積指數(shù)，Ｘ為相對(duì)光學(xué)厚度，在冠層底部�。�，，冠層頂部�。�。逡逑＆、Ｅ－、怎＋、＆分別為太陽(yáng)直射入射福照度，下行半球散射福照度、上行半球逡逑散射福照度及觀測(cè)方向等效福照度。Ａ為直射福射的消弱系數(shù)，Ｋ為觀測(cè)方向逡逑福射的消弱系數(shù)，ａ為消光系數(shù)，為同向直射福射的散射系數(shù)，Ｓ為背向直射逡逑福射的散射系數(shù)，ｃｒ?yàn)楸诚蛏⑸湎禂?shù)，Ｗ、Ｕ、ＩＶ分別是＆、￡－、Ｅ＋向觀測(cè)方逡逑向上傳輸福射亮度的轉(zhuǎn)化系數(shù)。逡逑ＳＡＩＬ冠層福射傳輸模型得到冠層反射率的關(guān)鍵是求解四個(gè)與福射有關(guān)因子逡逑（Ｖｅ比ｏｅｆｅｔａｌ．邋２００７）。包括雙向反射率、方向半球反射率因子、雙向半球反射率因逡逑子和觀測(cè)方向的半球方向反射率因子。各因子的取值依賴(lài)于對(duì)植被冠層分布模式逡逑的規(guī)則化，ＳＡ正模型中提供了基于平均葉傾角的ＣａｍｐｅｌｌP櫱蛺宸植寄Ｊ藉義希ǎ茫幔恚穡猓澹歟

本文編號(hào)：2657833