多角度MISR數(shù)據(jù)用于區(qū)域生態(tài)環(huán)境定量遙感研究.pdf

1、我國西北地區(qū)生態(tài)環(huán)境脆弱，加上人類不合理的活動，使得生態(tài)環(huán)境更遭受破壞，本論文根據(jù)國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃項(xiàng)目(G2000077907)“定量遙感在西部生態(tài)環(huán)境建設(shè)中的應(yīng)用示范研究”及國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(40271082)“多角度MISR數(shù)據(jù)用于區(qū)域生態(tài)環(huán)境定量分析模型研究”的需求，采用多角度MISR數(shù)據(jù)，輔以多波段MODIS數(shù)據(jù)，通過方向反射信息和結(jié)構(gòu)信息的提取，反演地表生態(tài)環(huán)境參數(shù)，建立區(qū)域生物量遙感模型、區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)動態(tài)模型，研

2、究遙感在內(nèi)蒙半干旱草原生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中的作用。研究工作主要包括以下方面： 在理解多角度MISR衛(wèi)星數(shù)據(jù)產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，計(jì)算地表寬波段反照率，并把反照率分為理論反照率和實(shí)際反照率，建立這兩種反照率和大氣條件之間的相關(guān)關(guān)系。 結(jié)合輻射傳輸(RT)模型和幾何光學(xué)(GO)模型的建模思想，提出了一種適用于半干旱草原的反射率模型。該模型以二向反射為基礎(chǔ)，對像元進(jìn)行了植土二分，并考慮到了冠層的多次散射，考慮了植株在空間分布上的隨機(jī)性和相關(guān)

3、性；經(jīng)MISR和MODIS衛(wèi)星數(shù)據(jù)驗(yàn)證，結(jié)果表明模型可靠；借此，定量反演了區(qū)域植被結(jié)構(gòu)參數(shù)，如葉面積指數(shù)(LAI)、植株平均密度、平均半徑、平均高度等，為建立區(qū)域草場生態(tài)遙感應(yīng)用模型奠定基礎(chǔ)。 對反演策略進(jìn)行研究，提出了基于小波變換的多階段目標(biāo)決策反演，實(shí)現(xiàn)了多階段目標(biāo)決策方法在區(qū)域尺度衛(wèi)星遙感反演的應(yīng)用。基于地理事物的空間自相關(guān)性，在遙感影像中引入小波變換的多尺度分析，初始反演在粗尺度上進(jìn)行，細(xì)尺度反演以粗尺度反演的結(jié)果為先驗(yàn)

4、知識，反演逐步細(xì)化，直到最初的觀測尺度。 地上生物量AGB與LAI存在相對增長的關(guān)系，引入草原生長階段和退化程度來表示相對生長率，建立了生物量遙感模型，并計(jì)算區(qū)域地上生物量。 為了研究草原退化原因，建立了內(nèi)蒙半干旱草原種群動態(tài)模型，實(shí)現(xiàn)了氣候和人為作用下的內(nèi)蒙半干旱草原生態(tài)系統(tǒng)變化模擬。模型選取一些退化指示性植物為主要研究對象，模擬氣候和人為放牧條件下群落種群的繁殖、競爭、生長和死亡過程，進(jìn)而獲得草原生物量和種群組成的動

5、態(tài)變化，為理解和分析內(nèi)蒙半干旱草原生態(tài)系統(tǒng)退化提供理論依據(jù)。同時(shí)，在區(qū)域參數(shù)的支持下，模擬了各種群地上生物量的區(qū)域分布和放牧分布。遙感獲取的區(qū)域地上生物量做作為模型的驅(qū)動因子之一，并起到計(jì)算控制的作用。模型的單因子模擬表明：近幾十年的溫度、降水在一定范圍內(nèi)變化，導(dǎo)致草原地上生物量的變化，但是沒有影響到群落種群的組成；放牧不僅降低了草原生物量，還改變了種群組分；隨著放牧程度的增加，優(yōu)質(zhì)種群組分降低，劣質(zhì)種群逐漸占優(yōu)勢地位；因此，導(dǎo)致草原退