基于能量平衡原理的FPAR遙感反演研究.pdf

1、光合有效輻射吸收比率（FPAR: Fraction of Absorbed Photosynthetically Active Radiation）是描述植被結(jié)構(gòu)以及冠層-大氣物質(zhì)與能量交換過程的基本生理變量。并且作為全球氣候觀測系統(tǒng)（GCOS）以及陸地生態(tài)系統(tǒng)觀測系統(tǒng)（GTOS）反映全球氣候變化的關(guān)鍵氣候參量之一。不僅是光能利用率模型、作物產(chǎn)量估算模型的重要輸入?yún)?shù)之一，同時也是開展植被物候變化，作物生長監(jiān)測，植被干旱預(yù)警以及土地覆蓋

2、變化的重要指示因子。因此，基于遙感的FPAR方法研究對于全球變化研究有著重要的意義。
　　本文基于能量平衡原理，結(jié)合非線性混合像元模型提出了簡化的FPAR反演模型FPEB。并用多地面實驗數(shù)據(jù)對模型進行檢驗，分析模型的可行性與可靠性。將模型應(yīng)用于遙感影像FPAR反演并與FPAR-NDVI統(tǒng)計模型反演的FPAR結(jié)果進行比較分析，同時也針對模型存在的問題，作了模型主要輸入?yún)?shù)的敏感性分析。主要研究內(nèi)容包括以下3個方面：
　　1、從

3、能量守恒原理出發(fā)，結(jié)合非線性混合像元模型，分析了太陽入射能量中的植被冠層反射、土壤吸收分量的光譜反演方法，建立了簡化的FPAR遙感反演模型（FPEB）。分別用2011年、2013年西藏自冶區(qū)那曲實驗數(shù)據(jù)、2011年西藏自冶區(qū)當(dāng)雄實驗數(shù)據(jù)和2013年內(nèi)蒙古自冶區(qū)海拉爾的實驗數(shù)據(jù)，對論文建立的FPAR遙感反演模型進行了驗證，并將FPEB模型反演結(jié)果與傳統(tǒng)的植被指數(shù)統(tǒng)計模型反演結(jié)果進行了對比分析，結(jié)果表明論文中提出的FPEB模型的FPAR反演

4、精度優(yōu)于NDVI統(tǒng)計模型的反演精度，且與其它基于能量平衡原理提出的反演FPAR模型相比具有輸入?yún)?shù)少，模型簡單的優(yōu)勢，在空間區(qū)域和時間上具有很好的普適性。
　　2、開展了羌塘高原航空遙感試驗與黑河流域生態(tài)-水文過程綜合遙感觀測聯(lián)合試驗（HIWATER）的遙感影像的FPEB模型FPAR反演實驗，并將反演結(jié)果與用羌塘高原航空遙感試驗地面數(shù)據(jù)（包括地面光譜數(shù)據(jù)與地面FPAR數(shù)據(jù)）建立的FPAR-NDVI統(tǒng)計模型反演的結(jié)果進行比較分析。實

5、驗結(jié)果表明 FPEB模型反演FPAR的結(jié)果與FPAR-NDVI模型反演的結(jié)果具有很好的一致性而反演精度好于FPAR-NDVI統(tǒng)計模型反演的精度。
　　3、針對FPEB模型輸入?yún)?shù)的不確定要素，選擇了三個主要輸入?yún)?shù)：植被覆蓋度，太陽天頂角，植被冠層透過率，開展了模型的輸入?yún)?shù)敏感性分析。結(jié)果表明，植被覆蓋度對FPEB模型具有很大的敏感性；其次是太陽天頂角，隨著太陽天頂角的升高其對FPEB模型的敏感性降低，當(dāng)植被覆蓋度達到60％時后