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《福建师范大学》 2012年
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基于HJ-1B星影像和PROSAIL模型相思树LAI反演

石锋  
【摘要】:叶面积指数(Leaf Area Index, LAI)是许多生态系统过程、作物生长和森林生产力模型一个十分重要的输入参数,因为它直接影响着植被的许多生物物理过程,如植被冠层光能截留和吸收、蒸腾、降水拦截、陆地表面和大气之间的能量平衡和气体交换、碳循环等,它是表征植被冠层结构重要变量之一。因此,获取LAI参数对陆地生态系统研究具有十分重要的意义,如何实时、快速获取区域乃至全球范围LAI数据成为研究热点。基于地面测量LAI的传统方法适合小区域LAI估算,但是不能满足区域乃至全球范围LAI动态变化研究,遥感技术和辐射传输理论的发展为大面积估算LAI提供了可能。 本文基于HJ-1B CCD影像大气校正后的反射率数据和PROSAIL模型使用查找表技术进行LAI反演。对HJ-1B CCD影像使用浓密植被算法进行大气校正获得林地反射率数据,即利用1.66与0.66μm光谱特征关系,从1.66μm波段的表观反射率估计出0.66μm波段的地表反射率,再利用气象观测数据、浓密植被地区估计的反射率和6S模型以不同气溶胶光学厚度为变量循环执行6S模型构建查找表,通过0.66gm波段的浓密植被地区的表观反射率使用成本函数最小化方法搜索查找表,求的0.55μm处的气溶胶光学厚度,进而实现各个波段大气校正,得到地表真实的反射率。 为了利用PROSAIL模型使用查找表技术进行LAI反演,需要知道模型参数对冠层反射率的敏感性,本文通过连续改变模型的输入参数进行敏感性分析。分析结果表明LAI,叶片结构参数,叶倾角在整个太阳反射光谱范围内影响冠层反射率,热点参数、等效水厚度和干物质含量对近红外以外波段反射率影响显著,而叶绿素和类胡萝卜素含量仅影响可见光波段的反射率,同时还分析红和近红外波段冠层反射率的角度分布特征。根据敏感性分析结果和实测光谱数据确定了模型的可变参数和固定参数,并由此构建了查找表数据库。本文使用成本函数最小化方法搜索查找表进行LAI反演,反演结果表明:反演的LAI与使用LAI-2000测量的有效LAI结果较为吻合,但是实测的LAI整体要大于反演结果。
【学位授予单位】:福建师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TP79;P20

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【参考文献】
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