准确估算区域尺度冬小麦单产对明确区域农业生产现状与保证国家粮食安全有重要意义。 光能利用率模型是作物单产估算的常用模型之一, 模型中最大光能利用率(ξmax)是准确估算作物单产的关键参数, 作物的ξmax是否随时间发生变化需要深入探讨。 首先使用Savitzky-Golay(S-G)对中分辨率成像光谱仪(MODIS)时序植被指数数据进行滤波, 采用差分法结合光谱突变法提取了山东省2000年—2015年冬小麦种植面积, 并使用市级尺度年鉴统计面积对提取面积进行验证, 然后使用固定ξmax和变化ξmax分别驱动光能利用率模型(CASA), 结合作物收获指数与冬小麦种植面积获取山东省2000年—2016年冬小麦单产时空分布特征, 探讨最大光能利用率对作物单产模拟的影响。 结果表明, 滤波后的时序植被指数数据能够反映冬小麦生长的光谱特征, 差分法与光谱突变法结合提取冬小麦面积具有较好的普适性, 提取的多年冬小麦种植面积与年鉴统计冬小麦播种面积之间的决定系数(R2)达0.71; 变化ξmax情景下模拟的多年冬小麦单产与统计单产之间的决定系数更高, 说明冬小麦ξmax是随时间变化的, 可能与冬小麦品种更替有关。 基于统计与模拟的结果均显示山东省冬小麦单产在2000年—2016年间呈现增加趋势, 两者表现出来的增加速率分别为93.12和149.79 kg·hm-2·a-1。 在空间上, 山东省冬小麦单产呈现西部高于东部的分布特征。
时序遥感植被指数数据 最大光能利用率 冬小麦种植面积提取 冬小麦单产估算 山东省 Time series remote sensed vegetation indices data Maximum light use efficiency Extraction of winter wheat planted areas Winter wheat yields estimation Shandong Province
1 中国科学院对地观测与数字地球科学中心, 北京100094
2 长江大学地球科学学院, 湖北 荆州434023
3 武汉大学测绘学院, 湖北 武汉430072
4 USGS/EROS Data Center, Sioux Falls, South Dakota 57198, USA
植被叶面积指数(Leaf Area Index , LAI)是陆面过程中影响陆-气交换的重要参数, 也是表征植被冠层结构最基本的参量之一。 准确而快速地获取LAI是植被-气候相互作用、 植被生态和农作物估产研究不可缺少的工作。 本文首先针对LAI和高光谱遥感进行概述, 然后从不同平台高光谱传感器数据和不同反演方法两个角度总结了国内外近些年来高光谱遥感LAI的研究进展, 最后分析了高光谱遥感反演LAI的未来发展方向。
高光谱遥感 叶面积指数 反演模型 误差 Hyperspectral remote sensing LAI Retrieval model Error 光谱学与光谱分析
2012, 32(12): 3319
1 中国气象科学研究院, 北京 100081
2 北京师范大学地理学与遥感科学学院, 北京师范大学/中国科学院遥感应用研究所遥感科学国家重点实验室, 北京师范大学环境遥感与数字城市北京市重点实验室, 北京 100875
3 山西省气候中心, 山西 太原 030006
为监测冬小麦冠层含水量, 根据TM5的波段响应函数, 将不同灌溉条件下地面实测的冬小麦冠层窄波段光谱数据转化为TM5的宽波段反射率, 计算了水分指数(NDWI和WI)； 同时, 利用地面实测数据计算了冠层含水量(FMC和EWTc), 并对水分指数和冠层含水量进行回归分析。 结果表明, TM5的b7比b5波段在反演冬小麦冠层水分含量方面优势明显, NDWI比WI更具优势； 利用最小二乘法建立了NDWI(b4, b7)与冬小麦冠层含水量的最佳拟合方程, 反演FMC和EWTc的复相关系数分别为0.576 9和0.695 6； 在此基础上, 对河北保定部分地区的冬小麦冠层水分含量进行了空间填图, 结果显示, 研究区内冬小麦冠层水分含量具有西高东低的趋势, 冬小麦生长旺盛的孕穗期冠层含水量比乳熟期高。
冠层含水量 冠层光谱 冬小麦 Canopy water content Canopy spectrum Winter wheat
1 中国气象科学研究院遥感与气候信息开放实验室， 北京100081
2 中国科学院研究生院地球动力学实验室， 北京， 100049
综述了基于遥感光谱信息的植被水分信号提取的研究进展， 包括直接利用光谱反射率反演植被水分信息到建立植被水分指数(WI)， 再发展至利用辐射传输模型来获取植被冠层水分信息。 着重评述了针对低植被覆盖条件下的提取其冠层水分信息的方法， 包括利用冠层生理参数估算植被水分信号； 基于去除土壤背景影响的光谱植被水分指数或辐射传输模型估算植被水分信息， 以及基于多角度的星-地观测提取稀疏条件下的植被水分信息。 最后讨论了针对提取低覆盖植被冠层水分信息方法的可能发展趋势。
光谱指数 植被水分 水分指数 低覆盖条件 调整土壤植被指数 辐射传输模型 Spectral index Vegetation water content Water index Low coverage condition Adjusting soil vegetation index Radiation transfer model 光谱学与光谱分析
2010, 30(6): 1638
1 中国气象科学研究院遥感与气候信息开放实验室， 北京100081
2 中国科学院研究生院地球科学院， 北京100049
3 上海大学空间遥感与空间信息科学研究中心， 上海200072
地表温度（LST）是研究地表和大气之间辐射和能量交换以及区域和全球尺度地表物理过程的重要参数。 卫星遥感技术在生态环境、 水文、 气象、 地震、 **的应用研究， 以及气候模式的辐射过程描述都需要获得准确的LST。 光谱中的红外和微波对于探测LST发挥重要作用。 文章综合分析了热红外波谱和微波遥感反演LST的研究进展， 包括： 利用热红外辐射温度表探测LST的方法， 晴空条件下星载传感器的红外通道反演LST的单窗、 分裂窗等反演方法， 单通道和多通道算法， 组分温度的反演方法， 单通道多角度法和多通道多角度法， 以及地表发射率ε特性研究等。 微波可以全天候探测地表， 文章分析了被动微波波段遥感反演LST的方法。 并对这些方法的优缺点、 适用性及应用前景进行了评述。
热红外 微波 地表温度 遥感反演 发射率 TIR Microwave Land surface temperature (LST) Remote sensing retrieval Emissivity 光谱学与光谱分析
2009, 29(8): 2103
