葉面積指數(shù)(Leaf Area Index, LAI)是描述植被冠層幾何結(jié)構(gòu)和定量陸地生態(tài)系統(tǒng)中光合作用、呼吸作用、蒸騰、碳和養(yǎng)分循環(huán),以及降水截獲等過程的物質(zhì)與能量交換的最重要的生物物理參數(shù)之一,也是表征作物長(zhǎng)勢(shì)動(dòng)態(tài)和預(yù)測(cè)產(chǎn)量的重要指標(biāo)。遙感技術(shù)具有高時(shí)效性和宏觀性的優(yōu)勢(shì),利用遙感反演是獲取區(qū)域及全球LAI的重要手段,但光譜和空間尺度效應(yīng)的存在,限制了源自不同遙感傳感器LAI產(chǎn)品的統(tǒng)一應(yīng)用。而現(xiàn)階段對(duì)光譜尺度效應(yīng)的系統(tǒng)研究還相對(duì)缺乏,而空間尺度效應(yīng)的機(jī)理研究仍較為薄弱。而小麥作為典型的連續(xù)型分布植被,其不同生育期的冠層結(jié)構(gòu)和生理特征具有明顯差異,造成其光譜特征及像元空間異質(zhì)性的不同。因此,本論文旨在以小麥冠層LAI為研究對(duì)象,綜合運(yùn)用植被冠層輻射傳輸模型、數(shù)值模擬及多種信息處理和數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法,研究遙感反演冠層LAI對(duì)光譜和空間尺度的響應(yīng)特征。為L(zhǎng)AI遙感產(chǎn)品業(yè)務(wù)化生產(chǎn)、真實(shí)性檢驗(yàn)以及傳感器設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)和方法途徑,為小麥各生育期長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)和生產(chǎn)力遙感預(yù)測(cè)提供技術(shù)支撐。圍繞該目標(biāo),本論文基于冠層輻射傳輸模型PROSAIL正演,結(jié)合連續(xù)小波變換方法,對(duì)主要生育期遙感反演小麥冠層LAI對(duì)光...

【文章頁(yè)數(shù)】：155 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 選題背景與意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展
        1.2.1 葉面積指數(shù)遙感反演研究進(jìn)展
        1.2.2 光譜尺度效應(yīng)研究進(jìn)展
        1.2.3 空間尺度效應(yīng)研究進(jìn)展
        1.2.4 目前存在問題與不足
    1.3 研究?jī)?nèi)容
    1.4 研究思路與技術(shù)路線
第2章 數(shù)據(jù)與方法
    2.1 野外觀測(cè)與數(shù)據(jù)獲取
        2.1.1 研究區(qū)概況
        2.1.2 野外觀測(cè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
        2.1.3 地面光譜數(shù)據(jù)獲取
        2.1.4 葉面積指數(shù)數(shù)據(jù)獲取
        2.1.5 模型輸入?yún)?shù)獲取
        2.1.6 輔助數(shù)據(jù)獲取
    2.2 數(shù)據(jù)處理與分析方法
        2.2.1 光譜數(shù)據(jù)預(yù)處理
        2.2.2 葉面積指數(shù)數(shù)據(jù)預(yù)處理
        2.2.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與利用
    2.3 植被輻射傳輸模型
        2.3.1 PROSPECT葉片光學(xué)模型
        2.3.2 SAIL冠層輻射傳輸模型
        2.3.3 PROSAIL模型
    2.4 敏感性分析方法
        2.4.1 敏感性分析
        2.4.2 廣義回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
        2.4.3 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的敏感性分析
    2.5 最優(yōu)化算法
        2.5.1 最優(yōu)化問題
        2.5.2 粒子群算法
第3章 小麥冠層光譜特征對(duì)LAI的響應(yīng)分析
    3.1 不同生育期小麥冠層LAI分析
    3.2 不同生育期小麥冠層光譜反射特征分析
        3.2.1 模型模擬不同生育期小麥冠層光譜反射特征
        3.2.2 實(shí)測(cè)不同生育期小麥冠層光譜反射特征
    3.3 冠層光譜特征對(duì)LAI的響應(yīng)分析
        3.3.1 冠層光譜反射率對(duì)LAI的響應(yīng)
        3.3.2 冠層光譜波形特征對(duì)LAI的響應(yīng)
        3.3.3 植被指數(shù)對(duì)冠層LAI的響應(yīng)
第4章 遙感反演小麥冠層LAI對(duì)光譜尺度的響應(yīng)模擬研究
    4.1 分析方法
        4.1.1 連續(xù)小波變換
        4.1.2 母小波選擇
        4.1.3 相關(guān)性及敏感性分析方法
    4.2 不同生育期冠層LAI反演對(duì)波段位置及寬度的響應(yīng)
        4.2.1 相關(guān)性分析
        4.2.2 敏感性分析
    4.3 不同生育期冠層LAI反演對(duì)光譜指數(shù)構(gòu)造的響應(yīng)
        4.3.1 光譜特征提取
        4.3.2 光譜響應(yīng)分析
        4.3.3 光譜指數(shù)分析
    4.4 實(shí)例驗(yàn)證分析
        4.4.1 波段位置及寬度的實(shí)例驗(yàn)證分析
        4.4.2 光譜指數(shù)構(gòu)造的實(shí)例驗(yàn)證分析
第5章 遙感反演小麥冠層LAI對(duì)空間尺度的響應(yīng)模擬研究
    5.1 像元模擬和空間異質(zhì)性定量描述
        5.1.1 像元模擬
        5.1.2 空間異質(zhì)性定量描述
    5.2 不同生育期像元尺度LAI反演
        5.2.1 不同生育期像元尺度反射率模擬
        5.2.2 不同生育期像元尺度LAI反演
    5.3 不同生育期像元尺度LAI反演對(duì)空間異質(zhì)性的響應(yīng)
        5.3.1 相關(guān)性分析
        5.3.2 敏感性分析
    5.4 實(shí)例驗(yàn)證分析
        5.4.1 LAI反演方法驗(yàn)證
        5.4.2 空間異質(zhì)性分析
        5.4.3 LAI對(duì)空間異質(zhì)性的響應(yīng)分析
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 主要研究結(jié)論
    6.2 論文創(chuàng)新點(diǎn)
    6.3 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄
攻讀博士學(xué)位期間科研情況
    論文發(fā)表情況
    從事科研項(xiàng)目情況
    學(xué)術(shù)交流活動(dòng)
    參與野外實(shí)驗(yàn)情況



本文編號(hào)：3760480