基于遥感多参数和IPSO-WNN的冬小麦单产估测

冬小麦是我国的主要粮食作物之一。为进一步准确地估测冬小麦产量,以陕西省关中平原为研究区域,选取冬小麦主要生育期与水分胁迫和光合作用等密切相关的条件植被温度指数(VTCI)、叶面积指数(LAI)和光合有效辐射吸收比率(FPAR)作为遥感特征参数,采用改进的粒子群算法优化小波神经网络(IPSO-WNN)以改善梯度下降方法易陷入局部最优的缺陷,并构建冬小麦产量估测模型。结果表明,IPSO-WNN模型的决定系数R2为0.66,平均绝对百分比误差(MAPE)为7.59%,相比于BPNN(R2=0.46,MAPE为11.80%)与WNN(R2=0.52,MAPE为9.80%),IPSO-WNN能够进一步提高模型的精度、增强模型的鲁棒性。采用灵敏度分析的方法探究对冬小麦产量影响较大的输入参数,结果发现,抽穗-灌浆期的FPAR对冬小麦产量影响最大,其次拔节期的VTCI、抽穗-灌浆期和乳熟期的LAI以及返青期和拔节期的FPAR对冬小麦产量的影响较大。通过IPSO-WNN输出获取冬小麦综合监测指数I,构建I与统计单产之间的估产模型以估测关中平原冬小麦单产,结果显示,估测单产与统计单产之间的R2为0.63,均方根误差(RMSE)为505.50 kg/hm^(2),相比于前人的研究较好地解决了估产模型存在的“低产高估”的问题,因此,本文基于IPSO-WNN构建的估产模型能够较准确地估测关中平原冬小麦产量。

基于MODIS时序植被指数的陕西植被季相变化分析

分析了MODIS在植被生长变化监测中的优势,讨论了省级MODIS植被指数序列的建立方法。根据陕西主要植被覆盖类型,在风沙草原区、农作物区、林区共选取了5个样本县,利用2004-2005年MODIS-NDVI序列数据,通过提取NDVI曲线特征参数,结合地面气象观测资料,总结上述植被类型的季相变化特征,提出了关中农作物的物候变化规律和长势评价指标,探索了利用遥感手段对陕西省植被进行宏观、动态监测的方法。结果表明:风沙草原区植被对降水的依赖性很强,林区植被与温度的相关性较好,对降水的响应不明显。时序NDVI曲线是农作物生长的动态迹线,结合农作物的物候节律,可实时监测其生长状况并进行量化评价分析。

卫星遥感在秸秆焚烧监测中的应用

通过对MODIS光谱特征的分析,提出了一种综合运用3S技术进行秸秆焚烧动态监测的资料处理流程和量化判识指标。通过在关中地区2004年麦秸秆焚烧监测中的应用,效果良好,为政府部门迅速、准确地了解全省秸秆焚烧情况,提高预警能力和监督检查的效率提供了科学依据。

MODIS资料在2003渭河洪涝灾害动态监测中的应用

本文通过对MODIS资料中植被、水体、土壤等不同地物的光谱特性进行分析,得出了可用于洪涝监测的通道,并提出了MODIS洪涝监测遥感资料处理流程和水体的量化判识指标。利用上述流程、方法和判识指标对2003年渭河流域发生的近50a来最严重的洪涝灾害的整个发生和发展过程实施了动态监测,制作了MODIS渭河遥感洪涝监测动态变化图像和水情专题图,并估算了淹没面积。为政府和防汛部门科学有效地组织救灾提供了可靠依据。

MODIS资料在2005年陕西春旱过程监测中的应用

从可业务化的角度,在近年研究开发的NOAA/AVHRR遥感干旱监测业务化模型的基础上,充分考虑引起干旱的水热条件以及土壤覆盖类型等因子,结合陕西的地形、气候、植被覆盖特征,建立了基于MODIS数据的区域性干旱遥感监测的业务化模型和资料处理流程。通过对陕西2005年3-5月发生严重春旱过程的监测,结果表明使用基于MODIS数据的热惯量和植被供水指数两种模型进行区域性遥感干旱监测是可行的,修正后的植被供水指数模型在干旱面积估算精度和图像的可视化效果方面有了明显提高。

NOAA/AVHRR资料在陕西省干旱动态监测中的应用

利用ＮＯＡＡ卫星资料并结合地面实测的土壤墒情资料，运用植被指数法和亮温反演土壤湿度法以宝鸡、关中、渭北等为例进行干旱动态监测，结果表明与实地的旱情分布基本一致。

基于同化叶面积指数和条件植被温度指数的冬小麦单产估测

应用数据同化方法将遥感信息与作物生长模型融合,是估测区域作物产量的重要方法之一。以2008—2014年越冬后的冬小麦为研究对象,选择与作物长势、产量及水分胁迫信息密切相关的叶面积指数(LAI)和条件植被温度指数(VTCI),采用粒子滤波算法对CERES-Wheat模型模拟和遥感数据观测的LAI和VTCI实施同化,分别基于观测LAI和VTCI、同化LAI和VTCI构建冬小麦单产估测模型。结果表明,同化LAI变化趋势更加符合关中平原冬小麦的实际生长状况,同化VTCI能更好地反映冬小麦的水分胁迫程度。应用观测LAI和VTCI构建的估产模型决定系数为0.402,而单独应用LAI或VTCI单变量构建的估产模型决定系数分别为0.279和0.339,说明应用LAI和VTCI双变量构建的估产模型的精度优于单独应用LAI或VTCI单变量的精度。相比于观测LAI和VTCI构建的估产模型,基于同化LAI和VTCI构建的估产模型的决定系数从0.402提高到0.547。表明基于同化LAI和VTCI构建的估产模型的精度明显提高。

基于MODIS资料的遥感干旱监测业务化方法研究

MODIS在波段设置和探测精度方面较AVHRR有较大的优势,如何将传统的基于AVHRR数据的遥感干旱监测模型转移到MODIS数据平台是遥感干旱监测领域非常关注的问题。我们从可业务化的角度,在借鉴陕西省农业遥感信息中心近年研究开发的NOAA/AVHRR遥感干旱监测业务化模型的基础上,结合陕西的地形、气候、植被覆盖特征,建立了基于MODIS数据的区域性干旱遥感监测的业务化模型和资料处理流程,并在陕西2005年3-5月发生的较严重的春旱过程中进行了监测试验。结果表明:使用基于MODIS数据的热惯量和植被供水指数两种模型进行区域性遥感干旱监测是可行的,修改后的植被供水指数模型在干旱面积估算精度和图像的可视化效果方面有了明显提高。

“3S”技术在关中地区秸秆焚烧遥感监测中的应用

综合应用“3S”技术是遥感监测向“业务化、定量化、系列化”发展的必然趋势。利用“3S”技术中的RS可进行实时火情动态监测、GPS可用于火点的快速查找和检验遥感监测的定位精度、GIS可用于制作精细化火情地理信息产品。通过对MODIS遥感资料的通道特性和光谱特征分析,指出“3S”技术可以作为秸秆焚烧动态监测资料的处理流程和量化判识指标。实例证明了2004年在关中地区进行的麦秸秆焚烧监测应用效果是良好的。

EOS-MODIS资料在森林火灾监测中的应用研究

对用MODIS资料进行火情监测的原理及通道特性进行厂分析,提出了一种用于林火监测的资料处理流程和量化判识指标。

陕西省干旱信息管理决策服务系统

从应用服务的角度提出了一套从干旱资料的收集、管理到评价分析。

提高卫星遥感资料利用率的方法

从NOAA及EOS/MODIS资料的几何精校正、云检测与合成滤云。

MODIS植被指数在关中农作物长势监测评估中的应用

利用2004、2005年M OD IS-NDV I序列数据,通过提取NDV I曲线特征参数,结合地面气象观测资料,对关中水地和旱地农作物长势进行了动态监测,分析了关中农作物的物候变化规律和长势评价指标,提出了利用M OD IS资料进行农作物长势监测、评价方法,并估算了LA I。

EOS-MODIS资料在陕西大雾监测中的应用

通过对MODIS资料通道光谱特性的分析,探索了适于大雾监测的通道组合和量化判识指标,并对2002年12月陕西发生的几次大雾天气进行了实时动态监测。此外对陕西大雾的成因进行了简要分析。

EOS/MODIS资料在渭河洪涝动态监测中的应用

通过对MODIS资料中植被、水体、土壤等不同地物的光谱特性进行分析,提出了一种用于洪涝灾害监测的遥感资料处理流程和量化判识指标及淹没面积估算方法。并在2003年渭河流域洪涝灾害的监测中进行了实际应用,效果良好。

NOAA/AVHRR资料在陕西省土地覆盖分类中的应用

利用监督分类和阚值判别相结合的方法 ,在对不同地物的地表光谱特征进行分析的基础上 ,对NOAA/AVHRR各个季相的晴空资料分别进行了计算NDVI与判别分类 ,制作了陕西省遥感土地覆盖分类图 ,探索了一种通过NOAA资料进行宏观的土地覆盖分类的方法。此外 ,提出的用于遥感图像精校正的火点定位法 ,解决了地面控制点与遥感图像像元的对应问题。

陕西省土地覆盖分类的遥感应用研究

利用监督分类和阚值判别相结合的方法 ,在对不同地物的地表光谱特征进行分析的基础上 ,对NOAA和FY - 1C卫星各个季相的晴空资料分别进行了计算NDVI与判别分类 ,制作了陕西省遥感土地覆盖分类图。从而探索了一种通过极轨遥感资料进行宏观的土地覆盖分类的方法。此外 ,提出的用于遥感图像精校正的火点定位法 。

陕西省干旱监测预测评估业务平台

从实际需求和业务应用着眼,利用MODIS遥感资料和地面加密气象与土壤湿度观测资料,综合气候、植被、水文和地质环境等因素,对陕西省生态农业气候环境进行了区划。建立基于MODIS卫星遥感资料的干旱监测业务化方法和模型,开发了气象干旱和农业干旱预测模型及干旱综合影响评估模型,形成了干旱监测预测评估业务平台,实现了省、市、县干旱监测-预测预警-影响评估的系列化服务。

省级MODIS植被指数序列的建立与应用

建立M OD IS植被指数序列是一项重要的基础性工作,有助于更加准确、有效地认知植被覆盖、土地利用和土壤水分的时空变化规律,更有效地监测干旱和植物生长。分析M OD IS植被指数的特点并与AVHRR植被指数进行对比,提出可业务化的M OD IS资料预处理方法,讨论了省级M OD IS植被指数序列的建立方法及其在农业遥感中的应用。

森林火情卫星遥感监测用户信息服务系统

森林火情卫星遥感监测用户信息服务系统张树誉，赵礼铮，李登科（陕西省气象局遥感中心）邱宇红，窦民生，吴宽让（陕西省林业厅防火办）１９９０年元月，我中心从中国气象局国家卫星气象中心引进“极轨气象卫星ＡＶＨＲＲ／ＨＰＲＴ资料微机处理系统”，开展了森林、草场...