基于MODIS数据的松嫩草原产草量遥感估算模型与空间反演

根据NASA/MODIS遥感数据获得NDVI、RVI、MSAVI和EVI4种植被指数,结合草原产草量地面实测数据,利用统计分析方法建立松嫩草原产草量遥感估算模型,并进行产草量空间反演和验证,为该区草原产草量合理估算和草原资源管理提供科学依据。相关分析结果表明,前期和同期的4种植被指数均与草原产草量显著相关,其中NDVI相关性最高,EVI相关性最低;松嫩草原产草量最优模拟模型为基于NDVI的S曲线模型,模拟精度达78%。利用该模型反演得到2009年松嫩草原平均鲜草单产为5717kg/hm2,折合干草单产1687kg/hm2,鲜草总产量为1885万t,干草总产量为589万t。其中,黑龙江省部分的鲜草总产量为1356万t,折合干草424万t;吉林省部分的鲜草和干草总产量分别为531万t和166万t。利用植被指数预报未来16d草原产草量效果较好,其中基于NDVI的幂指数模型预报精度为74%。研究表明,基于植被指数进行松嫩草原产草量研究是可行的。

基于C-FIX模型的黑龙江省森林植被净初级生产力遥感估算

以黑龙江省森林资源为研究对象,利用ETM+、DEM和气象数据等资料,以C-FIX模型为基础,估算黑龙江省2000年5—9月的森林植被NPP,并将估算结果与MODIS的NPP产品进行对比分析。结果表明:5—9月林地总NPP为69.75×1012gC,最大值出现在6月,占5—9月NPP总量的27.23%,6—8月是NPP的主要积累月份;有林地NPP占林地总量的87.44%,灌木林地占10.41%,疏林地占1.63%,其他林地占0.52%;MODIS的NPP产品与模型估算值之间的均方差根为17.12,模型模拟值误差为MODISNPP产品值的3.92%～5.85%,模型估算精度较高。

草原产草量遥感估算方法发展趋势及影响因素

草原产草量估算是实行以草定畜、草畜平衡管理的前提条件。遥感模型方法是目前从宏观上用于估算产草量的有效方法。该研究对遥感估算方法进行了详细阐述,并针对国内外的研究现状,分别讨论了基于遥感的统计模型法、综合模型法和其它相关方法,分析了不同方法的优缺点,探讨了建模过程中的影响因素,最后对产草量遥感估算方法的发展趋势及前景进行了展望。遥感模型法中的统计模型仍是今后大面积估产中应用的重点,而遥感模型法中的综合模型在今后草地生物量估算中将有很大的发展潜力,新的数学方法的不断探索和多种相关模型的不断融合将实现从微观形成机制的研究到宏观产量形成模拟的一体化方面有着重要的前景。

北京市城市化对地表温度时空特征的影响

分别采用常规气象数据和遥感资料,结合城市化发展总体水平不同的三大板块,分析北京市城市化对地表温度时空变化特征的影响。(1)将北京市1978—2006年常规气象站点的陆表温度(Land Surface Temperature,LST)观测资料与三大板块结合,分析城市化对LST年、季、白天、夜间、最大值和最小值的影响。发现1978—2006年期间,北京市三大板块LST均值总体上均呈上升趋势,且大多数情况下,第一板块的>第二板块的>第三板块的。(2)采用北京市2001年和2006年全年的EOS MODIS MOD 13归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)产品以及MOD11白天/夜间LST产品,分析城市化过程中下垫面变化对LST的影响。总体上,北京市2006年较2001年NDVI减少的比例为51.3%,白天LST升高的比例为73.74%,夜间LST升高的比例高达90.92%。(3)北京市2006年与2001年NDVI的差值以及白天、夜间LST的差值的联合分类结果表明,第一和第二板块均表现出2006年较2001年NDVI减少、白天LST增加的类别所占的百分比最大,分别占54.29%和40.95%,而且均大于其在第三板块中所占的比例34%,而三个板块中NDVI增加、白天LST减少的百分比与NDVI减少、白天LST增加的百分比之和均超过了50%。第一、第二和第三板块中2006年较2001年NDVI减少、夜间LST增加的类别所占百分比分别为51.67%、44.2%和42.46%。这些数据定量地说明了城市化过程中下垫面变化对白天、夜间LST的影响。

遥感在作物估产中的应用

简述了遥感估产的原理、方法和国内外作物遥感估产的应用概括。

遥感物候学研究进展

植物物候现象是环境条件季节和年际变化最直观、最敏感的生物指示器,其发生时间可以反映陆地生态系统对气候变化的快速响应。近年来,遥感物候观测因其具有多时相、覆盖范围广、空间连续、时间序列较长等特点,已成为揭示植被动态对全球气候变化响应与反馈的重要手段。文章在介绍植物物候遥感监测的数据集及其预处理方法的基础上,从植物物候生长季节的划分、植物物候与气候变化、植物物候与净初级生产量、植物物候与土地覆盖、植物物候与农作物估产等方面系统阐述了近5年来国内外遥感物候学研究的重要进展,并针对目前研究中存在的问题,提出近期遥感物候研究的主要方向:(1)发展一种更具普适性的物候生长季节划分方法;(2)通过开展植物群落的物候观测和选择合适的尺度转换方法,统一地面与遥感的空间信息;(3)定量分析植物物候变化对人类活动的响应机制;(4)选择适宜的数学方法和模型,实现各种不同分辨率遥感数据的融合;(5)通过动态模拟,预测植物物候对未来气候变化的响应。

青海省牧草产量的遥感估算及其时空分布规律

以青海省为例，基于植被指数（NDVI）和地面实测资料建立了不同草地类型的牧草产量遥感估算模型。并利用地面实测资料对模型精度进行了检验。结果表明，所有模型拟合结果良好（R^2≥0．67），精度较高，能够对牧草产量进行动态监测；基于建立的牧草产量遥感估算模型，反演了青海省2004年5～8月基于像元尺度的月牧草产量分布图，并对牧草产量的空间分布特征、时间演变规律进行了详细分析。研究表明，青海省牧草产量空间分布主要与草地类型密切相关，同时也与其地貌、土壤和气候特征有关。而牧草产量的年内季节变化则主要与牧草生长及气候变化规律有关。

海洋初级生产力遥感与GIS评估模型研究

本文探讨了利用遥感和地理信息系统技术获取海洋初级生产力的基本原理和方法。根据表层海水叶绿素遥感信息反演模型，介绍了三种基于表层海水叶绿素浓度的海洋初级生产力算法。根据这三种算法，利用ＧＩＳ建模技术，推导了具有空间特征的海洋初级生产力的ＧＩＳ理论估算模型，以及这种模型的求解方法。

江汉平原水稻遥感估产集成系统

水稻遥感估产集成系统主要有以下三方面：（１）系统内容，介绍遥感估产工作中沉淀下来的各种数据、图表、影像等；（２）系统运行，有针对性的选了几个技术含量高的项目来做运行实验；（３）系统维护，介绍集成系统，包括遥感估产工作中需要进一步完善的方面。

NDVI相似性分区下天山地区草地总产草量遥感估算

山区草地总产草量遥感估算是定量评价区域牧业生产力的有效手段。常规总产草量地面观测数据准确性较高,但无法覆盖整个天山山区,且耗时耗力。针对此问题,以新疆天山山区为研究区,选取MODIS/MOD13Q1 250m植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)产品数据,以县(市)为单元,基于巴氏距离定量评价研究区植被指数分布区域相似性以得到有效遥感建模分区,在此分区基础上,结合草地总产草量实测数据,建立研究区植被指数-草地总产草量遥感估算模型。结果显示,1)基于各县(市)2009-2015年7月底至8月初植被生长期多年NDVI均值直方图计算巴氏距离,以巴氏距离d>0.5为阈值,研究区被划分为7个遥感建模区;2)各分区内NDVI-草地总产草量数据拟合方程形式不同,有线性、指数、幂指数和多项式回归方程几种形式。总体来看,各分区NDVI-草地总产草量拟合相关系数在0.784~0.836。交叉检验除天山北坡西段-伊犁河谷草原畜牧业区RMSE值在2 951kg·hm-2外,其他分区RMSE值均在266~928kg·hm-2,原因在于伊犁河谷草原畜牧业区实测草地总产量在10 000~30 000kg·hm-2的样点居多,区域草地总产量较其他区域多。

锡林郭勒草原地上净第一性生产力遥感反演方法初探

探索了利用遥感方法进行牧草消耗量估测,进而进行大面积天然草原地上净第一性生产力估测的方法和技术流程。并以锡林郭勒草原为例,提出了利用MODIS-NDVI反演最高生物量期的牧草采食消耗量,再利用地面获取的旬度采食系数,推算整个生长季的牧草采食消耗量的思路。在获得草原放牧消耗量基础上,反演了草原净第一性生产力。由于野外测量草原净第一性生产力和消耗量数据的难度较大,所以该方法中的定量分析缺乏对研究区草原净第一性生产力分布特征和消耗量的直接验证,有关反演的方法和可靠性仍有待于进一步验证。

遥感在农作物估产中的应用与发展

本文以遥感估产为出发点,介绍了遥感的概念、原理、方法特点及国内外遥感估产方面的研究进展。

浮游植物初级生产力的遥感研究综述

针对当前浮游植物初级生产力遥感研究存在的系统化、层次化总结不够的问题,综述了浮游植物初级生产力的遥感研究进展,并对其发展进行了展望。详细论述了浮游植物初级生产力的研究从基于现场观测的单点计算到逐步引入遥感手段的大尺度长时间序列估算的发展历程,并指出了生物-光学模式及新一代水色遥感传感器对浮游植物初级生产力估算的革命性意义。通过结合初级生产力遥感估算模型及相关文献计量的方法,重点探讨了垂向归纳模型(vertically generalized productivity model,VGPM)在进行浮游植物初级生产力估算领域的成就及其挑战。综述发现,利用黑白瓶等传统的手段已逐渐不适应初级生产力大尺度长时间序列估算的需要,未来通过提高遥感输入数据精度、修正和优化初级生产力遥感估算模型,有望实现浮游植物初级生产力大尺度和长时间序列的精确估算。

种植业可持续发展的支持系统——农作物卫星遥感估产

本文从种植业可持续发展需要出发，指出建立农作物卫星遥感估产系统是实现种植业可持续发展地面信息准确、快速、经济获取的最有效手段，并能成为种植业可持续发展的支持系统。本文还分析了我国种植业地面信息统计现状和卫星遥感估产国内外研究进展，一个实际运行的农作物卫星遥感估产系统可以监测作物长势、种植面积和作物产量，与其它信息相配合有利于种植业可持续发展战略的实施。

植被NPP估算的模型方法与机理

植被NPP研究是全球碳循环与碳蓄积研究的重要内容之一。该文在回顾植被NPP模型类型的基础上,详述了气候生产力模型、生物地球化学模型、光能利用率模型与生态遥感模型实现的方法与机理,同时强调了遥感估测模型的重要性。上述结果说明利用模型估算植被NPP是一种重要且被广泛接受的研究方法,是未来植被NPP估算研究的重要发展方向。

森林碳储量估算方法综述

介绍样地清查法、微气象学法、箱式法、模型模拟法、遥感估算法等森林碳储量的主要估算方法。在对各种方法的主要原理及应用实例进行分析的基础上,指出了各方法的适用性和不足之处,认为在研究大尺度的森林生态系统碳汇储量时,多学科融合、各种方法综合运用是准确估算森林碳储量的有效手段。

重庆市植被净初级生产力的遥感估算及分析

[目的]遥感估算和分析2007年重庆市植被净初级生产力(NPP)。[方法]基于CASA模型,结合SPOT/VEGETATION NDVI S10数据、植被覆盖分类图、气象数据等,对2007年重庆市NPP进行遥感估算,在GIS及RS的支持下,进行数据的前期处理,对2007年重庆市NPP分布状况及年内变化情况进行分析。[结果]NPP平均值为112.343~799.391 g C/m^2,研究区植被净初级生产力区域变化明显,季相差异显著,其中高值主要出现在渝东南、东北区域,低值主要存在于渝西北区域;NPP值夏季(6~8月)﹥春季(3~5月)﹥秋季(9~11月)﹥冬季(12~2月),年内阔叶林植被NPP最高,水生植被NPP生产量最低。[结论]该NPP估算方法能较好地模拟重庆市的NPP及其时空格局,估算结果比较符合实际,能应用于NPP估算项目中。

遥感大数据在我国县域农业中的应用

以De Wit开发的作物生长模型为基础,通过运用集合卡尔曼滤波算法,依据我国典型区域的遥感数据和实测数据,结合耦合模型,对县域尺度的农业地块的作物产量进行模拟和估测.结果表明,该算法在同化实现作物产量预测是行之有效的,借助于耦合模型,结合遥感观测图像大数据信息,能够实现耦合模型在我国典型县域农业中得到应用并加以推广实施.

森林碳储量遥感估测模型构建研究——以闽江流域杉木林为例

以福建省闽江流域为研究对象,利用年均降水、温度数据,结合改进NPP模型构建基于气象因子的森林生产力估测模型,并通过森林生产力与二类调查结果对应的小班年龄曲线建立森林生物量模型,以此获得遥感估测模型所需的样地生物量,在此基础上利用遥感影像和杉木平均含碳率可以成功构建森林生物量非线性遥感估测模型和碳储量遥感估测模型。本研究不仅能建立森林碳储量模型,而且避免了繁杂的森林生物量野外实测,节省了大量的人力物力,且不需砍伐森林树木。实验计算结果：闽江流域杉木林碳储量2003～2012年从10 337 774 t增加到19 624 374 t。

移动平台气象卫星遥感数据处理系统设计与验证

气象卫星遥感数据处理系统是实现典型气象产品反演的关键。为满足中国气象卫星遥感数据应用的通用性和产品标准化需要,文章采用面向产品的分层设计和标准化设计理念,进行了移动平台气象卫星遥感数据处理系统设计,可实现对FY-3D、EOS-Terra、EOS-Aqua、NOAA 18气象卫星数据的实时接收、处理和管理,自动生成定量产品;并以FY-3D卫星的中分辨率光谱成像仪II型(FY-3D MERSI-II)为对象,进行了云检测产品、火点监测产品等典型反演产品的应用验证。结果表明:云检测的时间实际一致率为92%,火区精度约95.4%,说明该系统具有较高的准确性和适应性,可为气象卫星遥感数据的深入应用、大气环境监测和全球气候变化研究提供参考和技术支持。