作者单位
摘要
1 中国气象局沈阳大气环境研究所, 辽宁 沈阳 110166 太原理工大学矿业工程学院测绘科学与技术系, 山西 太原 030024
2 太原理工大学矿业工程学院测绘科学与技术系, 山西 太原 030024
3 中国农业大学资源与环境学院, 北京 100193
4 中国气象局沈阳大气环境研究所, 辽宁 沈阳 110166
5 中国气象科学研究院, 北京 100081中国气象科学研究院与郑州大学生态气象联合实验室, 河南 郑州 450001
快速准确获取水稻种植分布对于制定区域农业生产政策、 保护区域农业稳定具有科学意义。 以风云系列为代表的卫星资料在农业遥感方面已得到了广泛使用, 但目前鲜有基于国产风云遥感数据反演水稻种植空间分布的研究。 为快速准确获取水稻种植分布, 挖掘风云遥感资料在反演水稻种植信息领域的数据价值, 以盘锦市作为实验区域, 开展基于FY-3 MERSI卫星资料的水稻种植空间分布反演。 利用5景2019年研究区域水稻生育期风云三号中分辨率MERSI(Medium Resolution Spectral Imager)光谱成像仪数据计算归一化植被指数(NDVI)、 归一化水体指数(NDWI)、 两者之间的差值(NDWI-NDVI)及比值植被指数(RVI), 对盘锦市水稻以及其他地物类型(建筑用地、 水体、 自然植被、 天然湿地和旱地)感兴趣区域进行植被指数时序分析, 利用NDVI、 NDWI、 RVI和NDWI-NDVI时间序列曲线确定最佳识别模式及其阈值, 发展水稻种植空间分布遥感反演算法。 首先根据水稻移栽期NDWI-NDVI>-0.14和抽穗期NDWI-NDVI<-0.4对水稻种植分布进行粗提取, 在此基础上依据水稻与其他地物类型NDVI、 NDWI和RVI曲线特征差异对其他地物类型进行掩膜, 得到2019年研究区域水稻种植空间分布。 基于实地调查数据对研究区域水稻种植空间分布反演结果开展验证评价, 总体精度为75%。 基于目视解译的水稻空间分布数据开展验证评价, 总体精度、 制图精度以及用户精度均达到了80%以上, Kappa值为0.61。 研究区域2019年水稻面积为116 618.75 hm2, 与2019年盘锦市统计年鉴公布数据基本一致。 研究表明, 基于风云三号卫星资料反演水稻种植空间分布能够满足区域农作物种植分布遥感监测的要求, FY-3 MERSI遥感数据在农作物种植空间分布提取中具有应用价值。 该研究丰富了农作物种植分布监测的遥感数据源, 对于深入风云卫星资料的实际应用具有重要科学意义。
遥感 水稻 植被指数 风云气象卫星 Remote sensing Paddy rice Vegetation indices FY meteorological satellite 
光谱学与光谱分析
2023, 43(5): 1606
作者单位
摘要
1 太原理工大学测绘科学与技术系, 山西 太原 030024
2 北京师范大学遥感科学国家重点实验室, 北京 100875
草地绿色生物量是监测草地生态系统的重要指标。 高效高精度估算草地绿色生物量对草地生态系统具有重要意义。 遥感技术因方便快捷、 成本较低等优势, 已被广泛应用于生物量估算, 而传统光学遥感技术易受云层、 气候条件等因素影响, 不适用于高密度植被区。 因此, 受外界环境影响较小且具有一定穿透性的合成孔径雷达技术在生物量估算中得到了推广; 但当前SAR技术多用于估算森林生物量与作物生物量, 鲜有估算草地绿色生物量的研究。 故选取内蒙古草原为研究区, 基于Sentinel-1A SLC影像提取后向散射系数、 纹理特征、 极化分解量共11种雷达指数, 并根据已有雷达植被指数(σ0和σ′0)引入2种雷达植被指数(σ1和σ′1), 结合草地绿色生物量实测数据分别对15种雷达指数进行建模分析。 结果表明纹理特征中的均值、 后向散射系数σVH为估算草地绿色生物量最佳雷达指数, 其估算模型R2分别为0.54和0.60, RMSE分别为47.3和44.3 g·m-2, 此外, 雷达植被指数σ0和σ1估算草地绿色生物量也可获得较高精度, 其估算模型R2分别为0.53和0.42, RMSE分别为47.6和53.0 g·m-2。 研究证明SAR技术在高效高精度草地绿色生物量估算中具有较强应用潜力, 但在误差消除方面仍需改进。
草地绿色生物量 纹理特征 雷达指数 Grassland green biomass SAR SAR Texture characteristics Radar vegetation index 
光谱学与光谱分析
2023, 43(3): 955
作者单位
摘要
1 太原理工大学测绘科学与技术系,山西 太原 030024
2 中国气象科学研究院固城生态与农业气象试验站,北京 100081
3 中国气象科学研究院郑州大学生态气象联合实验室,河南 郑州 450001
4 南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心,江苏 南京 210044
植物生长状况是反映环境变化的重要指标, 在全球环境变化格局下, 研究多环境因子及交互作用对植物的影响尤为重要。 为探究植物光谱特征响应环境变化, 从而探究环境变化对植物生长状况的影响, 同时实现遥感对植物的监测, 该研究以东北地区优势树种蒙古栎为研究对象, 分析研究了不同光周期、 温度和氮沉降交互作用引起的蒙古栎展叶盛期冠层光谱反射特征变化。 基于大型人工气候室模拟试验, 设置3个温度, 3个光周期和2个氮沉降交互处理, 每个处理4个重复。 当蒙古栎进入展叶盛期时, 每个处理选择差异较小的三个重复, 使用FieldSpec Pro FR 2500型背挂式野外高光谱辐射仪测量光谱反射率。 对不同处理的蒙古栎冠层光谱反射率进行分析, 选取NDVI(归一化植被指数)、 Chl NDI(归一化叶绿素指数)和PRI(光化学反射指数)3个常用的光谱指数作为辅助分析, 同时计算一阶导数光谱以得到红边斜率、 红边位置、 红边面积等参数。 不同处理展叶盛期的蒙古栎光谱反射率趋势大体一致, 均符合植物特有的光谱反射特征, 在350~680 nm范围内有一个小的波峰, 680~750 nm反射率显著上升, 750 nm后进入反射平台。 结果表明: (1)光周期对于蒙古栎冠层的光谱反射率没有明显的影响; (2)增温会减小蒙古栎冠层在350~750 nm波段处的光谱反射率; (3)施氮会导致蒙古栎展叶盛期350~750 nm波段和750~1 100 nm波段处的光谱反射率降低; (4)增温和施氮的交互作用会显著减小蒙古栎的光谱反射率; (5)通过一阶导数光谱可清晰地指示植物的红边特征。 研究结果可为物候变化的监测与影响因素分析提供理论依据。
蒙古栎 温度变化 氮素 光周期 光谱反射率 Quercus mongolica Temperature change Nitrogen Photoperiod Spectral reflectance 
光谱学与光谱分析
2021, 41(9): 2924

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