森林叶面积指数遥感研究进展

介绍了叶面积指数(LAI)的不同定义,论述了LAI遥感定量估算的经验模型和物理模型.分析了森林LAI遥感定量反演和LAI多尺度问题的国内外研究进展.针对目前的研究进展和存在问题,就森林LAI遥感定量反演的研究趋势和方向进行了展望.     

基于方向反射率的大尺度叶面积指数反演算法及其验证

提出了一种新的叶面积指数反演方法，该算法尝试采用不同于传统遥感反演方法的思路和架构，借鉴了地面观测叶面积指数的原理和方法，首先从叶面积指数的定义出发推导出叶面积指数与方向间隙率的关系，然后通过遥感BRDF产品和大尺度方向间隙率算法获得方向间隙率信息，最终通过角度积分得到大尺度LAI(叶面积指数).敏感性分析表明，该算法可以较好反映叶面积指数的相对分布信息，并采用长白山和黑河地区的地面观测数据对反演结果进行验证，为了解决高分辨率观测数据到低分辨率遥感数据的尺度转换问题，采用了与地面观测尺度相适应的高分辨率遥感数据进行过渡.首先建立实测LAI与高分辨率反射率数据之间的经验关系，进而得到高分辨率的叶面积指数分布，再利用高分辨率叶面积指数产品通过面积加权，获得对应低分辨率像元的LAI值.验证结果表明，算法具有较高的精度.     

基于高分四号卫星的北京市城区森林叶面积指数反演

为分析太阳多角度的光谱信息在反演森林LAI中的应用潜力,本文基于高分卫星数据构建七种常用的植被指数,并添加纹理信息,对北京市开展区域LAI反演研究.采用随机森林和线性回归,通过提取不同太阳角度的高分卫星数据的植被指数以及影像纹理均值,与实测数据建立回归模型反演叶面积指数,R2和RMSE作为指标对模型进行精度评价.与以往...     

基于GF-1号卫星WFV数据反演玉米叶面积指数

叶面积指数(Leaf Area Index, LAI)是描述作物生长状况的重要生理生态参数之一.该文以河南封丘县玉米为研究对象,利用中国高分辨率对地观测系统的首发星——高分一号(GF-1)WFV数据,计算4种常用的植被指数,包括归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)、比值植被指数(simple ratio,SR)、土壤调节植被指数(soil-adjusted vegetation index,SAVI) 和修正的土壤调节植被指数(modified soil-adjusted vegetation index,MSAVI).结合地面同步实测的玉米LAI数据,建立各植被指数与实测LAI的统计回归模型.结果表明：研究区玉米LAI和4种植被指数之间均有较强的相关性,其中,MSAVI-LAI的指数模型相关系数达到了0.842 6,LAI反演精度最高.使用独立的野外观测数据对模型进行验证,平均相对误差为4.85%,均方根误差(root mean square error, RMSE)仅为0.183,表明该文建立的LAI经验统计模型具有较高的精度,利用GF-1 WFV 影像可以快速、准确地监测河南封丘玉米LAI,GF-1影像用于LAI等地表参量遥感定量反演具有巨大的潜力.2014年8月中旬,封丘大部分地区玉米LAI大于4,玉米长势较好.该研究结果可为利用经验统计模型反演河南玉米LAI提供参考.     

环境减灾卫星遥感宏观监测应用评价研究

文章介绍了环境减灾卫星的基本情况,结合环境减灾卫星遥感数据(HJ-1)在黑龙江省土地利用宏观监测中的实际应用,针对HJ-1数据的生产流程及生产方法进行了详述,对土地利用遥感宏观监测技术路线进行了研究,并通过高分辨率卫星遥感影像数据对宏观监测成果及其质量进行精度评价与验证,建立一套基于HJ-1数据的土地资源调查监测技术方法与流程,为在全国范围内广泛应用环境减灾卫星数据积累经验和技术方法。     

扬花期冬小麦叶面积指数高光谱遥感反演研究

利用扬花期冬小麦实测冠层高光谱数据与同步叶面积指数(LAI)数据,分析350～1 000 nm波段范围内冠层反射率与LAI之间的相关性,分别在蓝波段、红波段、绿波段及近红外波段选取光谱特征波段,并用其计算6种被广泛应用于植被LAI反演的植被指数.通过相关分析、回归分析等统计方法,构建扬花期冬小麦LAI反演模型并进行真实性检验.研究结果表明,6种植被指数与冬小麦LAI均具有显著相关性,其中NDGI和EVI反演模型效果较好,拟合方程决定系数R~2均高于0. 6,分别为0. 634和0. 623.最后通过精度验证,得出结论:EVI反演模型R~2最高,为0. 779,故选取EVI为自变量的二次模型为扬花期冬小麦LAI最佳反演模型.研究可为作物长势监测及产量估算等提供一定的理论依据.     

环境减灾卫星高光谱数据大气校正模型及验证

根据四流近似辐射传输理论, 建立了适合环境与减灾卫星高光谱传感器(HSI)的大气校正解析模型, 给出了模型中 6 个大气参数的数值计算方法。经与 MODTRAN 模型比较, 解析模型误差小于0. 5% , 表明具有较高的数值模拟精度。利用与 HSI 数据同步过境 MODIS 数据生成的大气温湿度廓线产品和气溶胶产品, 求解出了6 个大气校正参数, 并将其用于定标后 HSI 数据的大气校正, 获得了地物真实高光谱反射率。经与地面同步观测光谱数据比较, 波长大于700 nm波段范围内校正结果与地面观测值一致性较好; 其他波段受仪器 自身存在较大噪声影响, 校正后反射率高于地表观测值。     

基于环境减灾卫星数据的湖泊旱涝灾害湿地实时信息提取——以鄱阳湖为例

针对江西出现历史罕见的春夏连旱、旱涝急转等极端自然灾害现象,以鄱阳湖自然（天然）湿地为重点监测区域,按照旱涝发生时间和水位,获取对应的四期HJ-1A/1B卫星数据,通过构建归一化水体指数（NDWI）、归一化植被指数（NDVI）,采用地物光谱特征、专家知识的决策树分类方法和空间地理信息处理技术,及时定量获取、分析鄱阳湖自然湿地区连续干旱、旱涝急转情况下的湿地类型变化数据,为相关部门抗旱救灾提供科学依据.     

由冠层孔隙度反演植被叶面积指数的算法比较

植被的叶面积指数（LAI）是植被最重要的生态参数之一,也是估算多种植被冠层功能过程的关键参数迄今已提出的LAI的获取方法可归纳为直接测定和间接估算两大类．本文以河北省黄骅市为研究区,从遥感光学模型建立机理及数量分析的角度,对由植被冠层孔隙度反演植被LAI的4种间接估算方法进行了试验和比较．研究结果表明,LAI与植被盖度之间呈明显的正相关关系,即随着LAI的增大,植被盖度也在增大．在这4种估算方法中,LAI-2000算法最适用于研究区植被LAI的估算．     

基于遥感反演的喀斯特地区城市热岛效应与叶面积指数相关性分析——以贵阳市为例

探讨城市热岛效应与叶面积指数相关性,为缓解城市热岛效应提供科学依据。采用2002年Landsat TM、2013年Landsat OLI/TIRS数据,利用遥感反演技术,提取研究区地表温度和叶面积指数,分析两者在不同岩性条件下的相关性。研究表明:2013年相较2002年高温区、次高温区面积增长,中温区、次低温区、低温区面积下降。研究区地表温度与叶面积指数呈显著负相关,相关系数最高为0.718,最低为0.620。岩性对城市热岛效应与叶面积指数相关性无明显影响,城市热岛的分布规律及强度等级与叶面积指数在次低温区至高温区呈现负相关。叶面积指数变化对地表温度影响存在差异性,叶面积指数上升不会造成地表温度明显变化,叶面积指数下降将对地表温度造成较大影响。     

草原火烧后土壤养份含量的变化

草原不同时间、不同频次火烧后,土壤的金属元素和营养物质发生很大变化。火烧后,土壤中大多数金属元素和表层水解性氮含量有所增加,而速效钾、全氮和金属铜含量有所降底。火烧后,铁、钾和镁在土壤中有一明显积累层,该层随时间推移而下移。     

草地退化指数的研究

从指标整合的角度出发 ,构造出能同时表征草地退化面积信息与草地退化等级信息的草地退化指数 ,并运用地面调查、遥感影像与地理信息系统 ( GIS)相结合的方法具体测算了锡林浩特市草地退化指数的指标值     

卫星遥感估算淮河流域区域能量通量的方法研究

利用1998年淮河流域加密观测试验（HUBEX／IOP）期间的资料,进行淮河流域能量平衡的参数化方案的研究,用NOAA卫星的AVHRR资料建立了试验区地表特征参数及能量平衡各分量的参数化方程,并对卫星遥感反演结果和试验观测值进行了对比,为淮河流域能量和水循环的数值模拟提供了物理依据。     

草原植被遥感监测方法研究进展

在回顾我国草原植被遥感监测方法的基础上,重点介绍目前农业部在草原植被遥感监测中所使用的方法及其局限性。提出我国草原植被遥感监测今后应关注和解决的重点问题,指出草原植被遥感监测方法的研究重点应集中在提高草原植被遥感监测的精度和方法标准化上,并建议应加强我国草原遥感监测和信息化管理平台的建设。     

基于MODIS产品的生态系统呼吸模型在内蒙古半干旱草原的验证

利用2010—2013年锡林浩特国家气候观象台涡动相关通量观测系统数据以及MODIS产品数据, 验证基于增强型植被指数(EVI)、陆地表面水分指数(LSWI)和地表温度(LST)的生态系统呼吸模型在内蒙古半干旱草原的适应性, 并探讨该遥感生态系统呼吸模型存在的问题。结果表明: 生态系统呼吸模型能较好地模拟夜间生态系统呼吸速率(R_eco)在生长季内和年际间的变化, 模拟值与观测值吻合较好(R²=0.90, RMSE=0.02 mgCO₂/(m²·s)); 夜间R_eco的观测值与EVI_s×W_s (EVI_s和W_s分别是EVI和LSWI对光合作用的影响函数)呈较显著的线性相关(R²=0.63), 与LST 的关系基本上满足L-T方程(R²=0.39); 夜间R_eco在生长季的前、中、后期对EVI_s×W_s和LST的响应不同是造成模型误差的重要原因之一。     

热红外遥感在地震监测预测中的应用

卫星热红外遥感技术在地震监测预测中的应用已取得了一定实效,利用这一技术成功预报了一些地震,并对地震的前兆热信息进行了大量实验研究.热红外异常发生的机制主要为地球放气说和应力致热学说.通过分析和总结临震热异常特征,介绍了几种热异常提取方法和判定方法,表明随卫星遥感技术的进步和研究工作的深入,热红外遥感应能在地震监测预报中发挥重要作用.     

用遥感技术计算森林叶面积指数--以江西省兴国县为例

以江西省兴国县为研究区域，基于不同时相的Landsat ETM 地面反射率图像，计算了RS、NDVI和RSR3种植被指数，并与野外观测的叶面积指数(LAI)数据建立相关关系，从而进行了LAI的反演研究．研究发现，对于针叶林地区，一月份图像也可用来反演LAI，只是预测值较五月偏低．而同一时相的原始图像和反射率图像的反演结果表明，去除传感器自身和大气辐射影响的地面反射率图像，更能真实地反演地表植被覆盖度．此外，在研究区森林覆盖度较高，林种较单一的情况下，RSR同LAI的关系比其他植被指数的相关性好，反演的精度也较高．     

锡林河流域近15年植被空间结构变化遥感分析

利用1985年与1999年TM遥感影像,通过地面详查,对锡林河流域植被类型及空间结构在近15年的变化进行了对比监测与分析。结果表明：由于过度放牧与草原垦殖,锡林河流域各植物群落类型面积在近15年发生了变化。1999年与1985年相比,羊草、大针茅、旱中生杂类草草原与大针茅、羊草、中旱生杂类草草原,分别减少了20．17％与28．4％,冷蒿草原面积增加了46．6％,草原植被开垦的面积增加了34．8％,总体上,锡林河流域草原植被呈明显退化受损态势。     

露天煤矿区草地荒漠化的遥感分析

以位于草原区的霍林河露天煤矿为例,基于决策树和BP神经网络。在荒漠化信息提取的基础上。对研究区16年来的荒漠化情况进行了分析。结果表明：①受气候变化、超载放牧、掏挖药材以及垦荒等因素的影响,轻度荒漠化、中度荒漠化以及荒漠化总面积存在由强转弱、再由弱变强的演变过程：②受煤炭开发的影响,重度荒漠化草地多围绕矿业建设用地呈“→”状分布,并且受季风影响向矿业建设用地东侧发展迅速。矿业建设用地面积与重度荒漠化面积相关关系显著,可将其作为评价、预测该区煤炭开发对生态环境影响的重要依据之一。     

黄河流域退耕还林还草的遥感研究

应用遥感技术进行黄河流域退耕还林还草研究.对LANDSAT TM图像进行解译判读,建立了反映黄河流域20世纪90年代末期土地利用与土壤侵蚀情况的110万比例尺的土地利用和土壤侵蚀数据库.对旱地的信息进行分层提取,通过空间叠加分析对旱地分布的生态环境背景进行了分析,认为在黄河流域进行退耕还林还草是非常必要的.根据黄河流域旱耕地分布的坡度大小与水土流失情况,提出了退耕压力分级方案,依照退耕压力大小来确定退耕的区域以及先后顺序,为定性定量研究黄河流域退耕还林还草提供了一种思路和方法.