基于環(huán)境星CCD數(shù)據(jù)的冬小麥葉面積指數(shù)遙感監(jiān)測模型研究.pdf

1、葉面積指數(shù)(Leaf Area Index,LAI)作為表征植被管層結(jié)構(gòu)最基本的參量之一,是陸面過程研究中的一個重要結(jié)構(gòu)參數(shù)。作物L(fēng)AI是反映作物長勢與預(yù)報作物產(chǎn)量的一個重要農(nóng)學(xué)參數(shù),準(zhǔn)確地獲取作物葉面積指數(shù)數(shù)據(jù),可以為作物長勢監(jiān)測、作物識別、單產(chǎn)預(yù)測甚至糧食產(chǎn)量的估算提供有效的數(shù)據(jù)源。
　　 環(huán)境一號衛(wèi)星是我國09年自主研發(fā)運行的環(huán)境災(zāi)害監(jiān)測小衛(wèi)星星座,2顆光學(xué)衛(wèi)星HJ-1-A和HJ-2-B均裝載兩臺寬覆蓋多光譜CCD相機(jī),可

2、滿足2d重訪要求,對農(nóng)作物的長勢監(jiān)測與估產(chǎn)、植被和水系狀況調(diào)查具有重要意義。
　　 本研究以山東禹城為研究區(qū),提出了基于6S模型的環(huán)境星CCD數(shù)據(jù)的大氣校正方法,利用高光譜分辨率的Hyperion數(shù)據(jù)進(jìn)行了HJ-1 A/B星CCD的光譜模擬,以Hyperion數(shù)據(jù)為參照檢驗了環(huán)境星植被指數(shù)的真實性。選取基于環(huán)境星CCD數(shù)據(jù)提取的比值植被指數(shù)(RVI)、歸一化植被指數(shù)(NDVI)、土壤調(diào)節(jié)植被指數(shù)(SAVI)和增強型植被指數(shù)(EV

3、I)4種植被指數(shù)作為估算因子,結(jié)合野外實測的LAI數(shù)據(jù),建立葉面積指數(shù)反演的最優(yōu)模型,并檢驗其精度。研究的主要內(nèi)容與結(jié)論如下:
　　 1)通過建立大氣校正參數(shù)查找表,實現(xiàn)了對環(huán)境星CCD遙感影像數(shù)據(jù)的快速有效的大氣校正處理,并分析了大氣校正對植被指數(shù)的影響。結(jié)果表明,校正后的圖像更加清晰,對比度增強；并且消除了NDVI在大氣傳輸過程中的衰減效應(yīng),更好的復(fù)原了地表植被覆蓋的真實狀況。
　　 2)在Hyperion模擬的波段

4、反射率與同期實際的HJ-1 A/B星CCD波段反射率之間及各自計算的4種植被指數(shù)(SAVI、RVI、NDVI、EVI)之間進(jìn)行對比分析,研究結(jié)果表示,4個波段反射率的相關(guān)系數(shù)分別為0.841、0.895、0.914和0.926,4種植被指數(shù)的相關(guān)系數(shù)分別為0.979、0.977、0.921和0.975,模擬與真實植被指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差分別為0.052、0.527、0.073和0.133,認(rèn)為環(huán)境星CCD的光譜植被指數(shù)可以反映該區(qū)域植被指數(shù)的真實

5、變化,有反演葉面積指數(shù)的潛力。
　　 3)計算了環(huán)境星CCD數(shù)據(jù)的4種植被指數(shù)(NDVI,RVI,SAVl,EVI),結(jié)合同步觀測數(shù)據(jù),對植被指數(shù)與實測葉面積指數(shù)進(jìn)行回歸分析,比較4種植被指數(shù)模型對冬小麥LAI的估測精度。結(jié)果表明,4種植被指數(shù)與LAI均具有較高的相關(guān)性,其中,比值植被指數(shù)(RVI)反演精度最高,LAI=2.967Ln RVI-1.201是估算冬小麥LAI的最優(yōu)模型。使用2009年5月的冬小麥LAI觀測數(shù)據(jù)對模型