本文關(guān)鍵詞：旱區(qū)植被遙感信息提取與反演

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【摘要】：在旱區(qū),植被覆蓋度和地上生物量等植被信息是植被生長(zhǎng)狀況評(píng)價(jià)與荒漠化監(jiān)測(cè)的重要指標(biāo)。遙感技術(shù)為植被信息提取提供了多波段及多時(shí)相的數(shù)據(jù)源。但是,由于旱區(qū)大部分地區(qū)分布的荒漠植被非常稀疏,傳感器探測(cè)植被光譜信息的敏感度降低,因此,通用遙感模型在提取干旱區(qū)荒漠植被信息時(shí)失去其普適性;同時(shí),受傳感器分辨率限制,中低分辨率遙感影像像元中�；旌嫌卸喾N類型地表信息,混合像元問題導(dǎo)致荒漠植被信息提取困難,使稀疏荒漠植被覆蓋度和地上生物量的反演存在很大的不確定性。針對(duì)這一問題,本文提出了一套適用于旱區(qū)荒漠植被的遙感信息提取與反演方法,以我國半干旱區(qū)、干旱區(qū)以及極干旱區(qū)為研究區(qū),基于野外調(diào)查數(shù)據(jù)和多源遙感數(shù)據(jù),采用回歸模型方法對(duì)多個(gè)典型區(qū)以及不同類型旱區(qū)的植被地上生物量和覆蓋度進(jìn)行了反演與估算。主要研究結(jié)果與結(jié)論如下:(1)荒漠植被遙感信息提取與反演方法分為以下4個(gè)步驟:1)采用異速生長(zhǎng)方程對(duì)地面樣方內(nèi)植被地上生物量進(jìn)行估算;2)從高、中、低分辨率的遙感數(shù)據(jù)中提取與稀疏植被高度相關(guān)的遙感特征參數(shù);3)對(duì)地面樣方數(shù)據(jù)與遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)間以及空間上的配準(zhǔn),采用線性、非線性回歸模型方法構(gòu)建各個(gè)典型研究區(qū)以及不同類型旱區(qū)荒漠植被的地上生物量與覆蓋度估算模型;4)選取最優(yōu)回歸模型對(duì)影像覆蓋范圍的植被地上生物量與覆蓋度進(jìn)行估算,并利用高分辨率植被地上生物量和覆蓋度估算結(jié)果對(duì)中低分辨率數(shù)據(jù)估算結(jié)果進(jìn)行校正。(2)在毛烏素沙地、烏蘭布和東北緣荒漠—綠洲過渡帶和庫姆塔格沙漠典型研究區(qū),以高分辨率數(shù)據(jù)為遙感數(shù)據(jù)源,從中提取植被指數(shù)、紋理指數(shù)等遙感特征參數(shù),基于地面樣方數(shù)據(jù)建立回歸模型。研究結(jié)果表明:基于高分辨率數(shù)據(jù)構(gòu)建的荒漠植被地上生物量回歸模型的R2均在0.8以上,構(gòu)建與預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)集的比值接近于1,估算效果較好。在庫姆塔格沙漠研究區(qū)的阿爾金山戈壁荒漠研究區(qū),采用分割法將地面樣方分割為不同尺寸小樣方,可以有效提高稀疏荒漠植被地上生物量模型的估算精度(R2???=0.98,RMSErel????????????=10.98%)。(3)在毛烏素沙地、青海共和盆地、烏蘭布和沙漠東北緣荒漠—綠洲過渡帶、民勤和庫姆塔格沙漠典型研究區(qū),以中分辨率數(shù)據(jù)為遙感數(shù)據(jù)源,基于地面樣方數(shù)據(jù)建立回歸模型。研究結(jié)果表明:半干旱區(qū)荒漠植被地上生物量最優(yōu)回歸模型的R2在0.8左右,RMSErel在28—50%之間;干旱區(qū)荒漠植被地上生物量最優(yōu)回歸模型的R2在0.5左右,RMSErel在51—65%之間;極干旱區(qū)荒漠植被最優(yōu)地上生物量最優(yōu)回歸模型的R2???在0.4左右,RMSErel????????????在70%左右。(4)在毛烏素沙地和庫姆塔格沙漠的阿爾金山前戈壁荒漠研究區(qū),采用高分辨率數(shù)據(jù)作為地面數(shù)據(jù)與中分辨率數(shù)據(jù)之間的轉(zhuǎn)換媒介,對(duì)中分辨率植被地上生物量數(shù)據(jù)進(jìn)行校正,顯著提高了植被地上生物量估算精度,并且在極干旱區(qū)效果更為顯著。(5)將毛烏素沙地和共和盆地研究區(qū)的中分辨率地上生物量數(shù)據(jù)作為半干旱區(qū)低分辨率數(shù)據(jù)與地面樣方數(shù)據(jù)之間的轉(zhuǎn)換媒介,將民勤研究區(qū)的中分辨率地上生物量數(shù)據(jù)作為干旱區(qū)低分辨率數(shù)據(jù)與地面樣方數(shù)據(jù)之間的轉(zhuǎn)換媒介,將阿爾金山前戈壁荒漠地上生物量數(shù)據(jù)作為極干旱區(qū)低分辨率數(shù)據(jù)與地面樣方數(shù)據(jù)之間的轉(zhuǎn)換媒介,對(duì)旱區(qū)荒漠植被地上生物量進(jìn)行了估算,提高了旱區(qū)地上生物量估算精度,對(duì)旱區(qū)2000-2016年的植被地上生物量和覆蓋度的時(shí)空動(dòng)態(tài)進(jìn)行了初步分析。
【學(xué)位授予單位】：中國林業(yè)科學(xué)研究院
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：Q948

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