基于MODIS-NDVI的重慶市作物估產(chǎn)模型研究.pdf

1、植被是地表植物群落的總成,是連接土壤、大氣和水分的紐帶,也包括農(nóng)作物,針對(duì)植被和植被覆蓋度的動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行監(jiān)測一直被作為生態(tài)環(huán)境方向研究的熱點(diǎn)之一。隨著遙感技術(shù)的發(fā)展,遙感圖像在農(nóng)作物長勢(shì)監(jiān)測和產(chǎn)量估測的應(yīng)用越來越廣泛,而NDVI是最常用的植被指數(shù)之一,NDVI對(duì)地表植物生長狀況、生產(chǎn)率及其他生物物理、生物化學(xué)特征十分敏感,植被指數(shù)的變化情況與農(nóng)作物的生長狀況、發(fā)育時(shí)期也存在密切的關(guān)系。
　　 本文以重慶市為研究區(qū)域,利用免費(fèi)獲取

2、的250m空間分辨率的MODIS13Q1植被指數(shù)產(chǎn)品,通過影像拼接、重新投影、裁剪結(jié)合最大值合成的方法研究重慶市2003-2010年8年間四季、年際和空間的NDVI動(dòng)態(tài)變化,利用基于NDVI的水稻和玉米的作物產(chǎn)量估產(chǎn)模型進(jìn)行探討。最終的分析結(jié)果如下:
　　 (1)重慶市植被指數(shù)的年際變化趨勢(shì)。通過一元線性回歸斜率變化公式計(jì)算出2003-2010年8年間重慶區(qū)域內(nèi)各個(gè)柵格的年際變化斜率值,通過斜率值得出,變化斜率范圍為-0.089

3、9～0.0450,小于0的表示呈現(xiàn)減少趨勢(shì),大于0的表示呈現(xiàn)增加趨勢(shì),由變化范圍值可看出變化幅度較穩(wěn)定;通過柵格計(jì)算得出,8年間83.5%的區(qū)域植被指數(shù)處于增加趨勢(shì),16.5%的區(qū)域處于減少趨勢(shì)。
　　 (2)重慶市植被指數(shù)的季節(jié)變化趨勢(shì)。從重慶市2003-2010年季節(jié)變化曲線圖可得出,重慶市NDVI植被指數(shù)四季間的變化較為明顯,夏季為每年的NDVI值最高季,其次為秋季、春季,冬季的NDVI值最低,以一年為周期,循環(huán)往復(fù);將8

4、年的各個(gè)季節(jié)值取平均值得出,夏季的平均NDVI為0.825,春季平均NDVI為0.702,秋季平均NDVI為0.751,冬季平均NDVI為0.561,夏季＞春季＞秋季＞冬季。
　　 (3)重慶市植被指數(shù)的空間變化趨勢(shì)。采用顯著性分析公式來確定各行政區(qū)域的NDVI值在2003-2010年8年間的變化程度,顯著性變化程度呈現(xiàn)出明顯的空間差異,得出研究區(qū)域內(nèi)處于不顯著變化的面積最多,占市域范圍的75.56%,其次為顯著增加的面積,占市

5、域范圍的13.98%;在城市化率較高、城鎮(zhèn)建設(shè)用地比重高的渝北、江北、九龍坡、沙坪壩等主城區(qū)處于極顯著退化和顯著退化的比例較高;而有較多森林植被分布的秀山、開縣、萬州、云陽、忠縣、酉陽等地顯著增加和極顯著增加的比例較高;而榮昌、大足、永川、璧山、涪陵、銅梁、潼南等區(qū)域植被保持度較高,8年間的變化不顯著,變化較為穩(wěn)定。
　　 (4)植被指數(shù)與作物各關(guān)鍵生育期的相關(guān)性。①水稻。分析水稻在拔節(jié)期、孕穗期、抽穗期、乳熟期及成熟期內(nèi)的ND

6、VI值和與水稻產(chǎn)量之間的相關(guān)性,各個(gè)關(guān)鍵生育期與NDVI之間均具有較高的相關(guān)性,且相關(guān)系數(shù)均通過顯著性檢驗(yàn),相關(guān)系數(shù)R2值范圍為0.8193～0.9519之間,相關(guān)性最高為乳熟期,最低為拔節(jié)期,依次為乳熟期＞抽穗期＞孕穗期＞成熟期＞拔節(jié)期。②玉米。分析玉米在三葉期、七葉期、拔節(jié)期、抽穗期、乳熟期及成熟期內(nèi)的NDVI值和與玉米產(chǎn)量之間的相關(guān)性,各個(gè)關(guān)鍵生育期與NDVI之間均具有較高的相關(guān)性,且相關(guān)系數(shù)均通過顯著性檢驗(yàn),相關(guān)系數(shù)R2值范圍為

7、0.9067～0.9307之間,相關(guān)性最高為乳熟期,最低為三葉期,依次為乳熟期＞抽穗期＞拔節(jié)期＞七葉期＞成熟期＞三葉期。
　　 (5)基于NDVI的復(fù)合估產(chǎn)模型選擇。①水稻。對(duì)水稻5個(gè)生育期的進(jìn)行不同組合,分別組合為一元、二元、三元、四元、五元共15個(gè)基于NDVI的水稻產(chǎn)量估算模型,通過方程擬合相關(guān)系數(shù)等7個(gè)指標(biāo)綜合比較選出較優(yōu)模型,針對(duì)三個(gè)較優(yōu)方程應(yīng)用到2010年的水稻產(chǎn)量和NDVI值驗(yàn)證分析,最后選出方程15即包括水稻各個(gè)關(guān)