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文檔簡介
1、葉面積指數(shù)(LAI)是描述陸地表面和植物邊界層之間各種物質(zhì)及能量交換的陸地過程模型中一個極其重要的狀態(tài)參數(shù),精確測算LAI是評估植被長勢和固碳能力的重要前提,對維持生態(tài)平衡和提高人類的生產(chǎn)生活水平具有深遠的意義。因此,借助遙感手段估算大面積植被冠層LAI是現(xiàn)領(lǐng)域研究生態(tài)環(huán)境相關(guān)工作的主要手段。然而,現(xiàn)階段LAI標準產(chǎn)品無法同時兼顧時間分辨率和空間分辨率,很大程度上限制了LAI相關(guān)領(lǐng)域研究的發(fā)展。所以,本文基于這一問題進行深入的探討與研究
2、。
本文以廣州市黃埔區(qū)中部的城郊區(qū),探討基于克里金插值法的同化濾波法融合“高分一號”遙感影像(GF-1)高空間分辨率與MODIS LAI標準產(chǎn)品高時間分辨率各自的優(yōu)勢,生成高時空分辨率的LAI產(chǎn)品。同時為提高LAI產(chǎn)品的精度,在融合的過程中加入景觀指數(shù)因子,從宏觀上更為貼切地描述不同時刻植被LAI曲線的變化。主要的工作內(nèi)容如下:
?。?)探討基于克里金插值法生成LAI時間序列產(chǎn)品的合理性
對遙感影像進行克里金
3、插值法的尺度轉(zhuǎn)換,首先需要驗證其是否符合空間自相關(guān)和是否滿足正態(tài)分布的要求,否則會降低尺度轉(zhuǎn)換后的精度。利用莫蘭系數(shù)對MODIS產(chǎn)品中紅色波段反射率、近紅外波段反射率、歸一化差異植被指數(shù)(NDVI)以及LAI的進行自相關(guān)空間分析,它們的莫蘭系數(shù)分別為0.722,0.703,0.774和0.655,反映研究區(qū)中植被類型傾向于整體性,滿足克里金插值法的要求。同時,采用非參數(shù)法對MODIS產(chǎn)品進行正態(tài)分布檢驗時,均服從正態(tài)分布。同理,GF-1
4、的紅色波段反射率、近紅外波段反射率以及N DVI均滿足克里金插值法的前提假設(shè)。
對MODIS產(chǎn)品進行點克里金插值法尺度轉(zhuǎn)換到合適的分辨率30m后,GF-1影像通過塊克里金插值法尺度轉(zhuǎn)換到同一空間分辨率對MODIS的降尺度進行間接的精度驗證。結(jié)果表明,紅色波段反射率、近紅外波段反射率以及N DV I的誤差系數(shù)均小于20.62%;同時,利用地面實測50組LAI與MODIS LAI尺度轉(zhuǎn)換后進行橫向比較發(fā)現(xiàn),其平均誤差系數(shù)為25.4
5、8%,結(jié)果表明MO DIS標準產(chǎn)品經(jīng)克里金插值法尺度下推后是合理的。
?。?)構(gòu)建GF-1影像NDVI與LAI的估算模型
基于GF-1遙感影像,利用地面實測LAI數(shù)據(jù)建立不同植被LAI與NDVI之間的回歸模型。通過植被分類后,農(nóng)田、草地和闊葉林均以指數(shù)模型與各自的NDVI構(gòu)建估算方程,R2系數(shù)均大于0.833,擬合精度良好,估算精度滿足大面積、大范圍估測不同植被類型冠層LAI的需要。
?。?)基于同化濾波法融合
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