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《兰州大学》 2018年
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基于高分一号时序数据和PROSAIL模型的水稻田叶面积指数反演

李亚妮  
【摘要】:缨帽三角(Tasseled Cap Triangle,TCT)–叶面积指数(Leaf Area Index,LAI)等值线模型是一种反映植被叶面积指数等值线在红光(Red)–近红外(NIR)波段反射率组成的二维光谱空间中分布规律的模型。在此基础上建立LAI遥感反演模型相较常用的统计关系模型更加精确。LAI等值线在红光-近红外光谱空间中的分布(斜率、截距)受到植被覆盖度的影响,而水稻在不同生长阶段的植被覆盖度不同。研究水稻田整个生育期内红光–近红外波段反射率随时间变化的轨迹特征,建立适用于水稻田整个生长期的TCT–LAI等值线模型,对于大面积反演LAI、水稻田生长监测和农业估产有着重要的意义。本研究基于PROSAIL模型与时序实测数据,通过引入植被覆盖度信息,验证了PROSAIL模型对于不同生育期水稻田的适用性。结合sobol全局敏感性分析、模型适宜性分析与实测数据范围,给出适用于水稻田遥感反演的PROSAIL模型参数组合模式,建立水稻田整个生育期内的红–近红外反射率与叶面积指数的缨帽三角数值模式。据此进行了时间序列的高分一号遥感影像水稻田叶面积指数反演,并利用实测LAI分别对模型精度和LAI反演精度进行了验证。主要研究结论如下:(一)在水稻田的整个生育期内,叶面积指数总体呈先增大后减小趋势。叶绿素含量在整个生育期内不断波动,在抽穗期灌浆期达到峰值。平均叶倾角在整个生育期内呈先增大后减小再增大的趋势。水稻植株高度呈先增大后减小或趋于平稳的趋势。基于实测光谱计算得到的水稻田时间序列NDVI与基于影像像元计算得到的时序NDVI轨迹特征均呈先增大后减小的趋势,在拔节抽穗期达到最大值。(二)相同时相的Landsat 8 OLI水稻田红–近红外波段反射率与高分一号WFV水稻田的红–近红外波段反射率线性相关,相关系数分别为0.65、0.83。(三)当植被覆盖度较大时,实测冠层光谱曲线(考虑植被覆盖度)与模拟光谱曲线的匹配结果较好,匹配量化值RMSE小于0.04,两条曲线的形态也近乎相同。当植被覆盖度较小时,水稻田生长背景(水体或湿土)对冠层光谱的影响较大,模拟光谱曲线和实测光谱曲线匹配结果较差,相应RMSE值也较大。(四)叶绿素含量是影响可见光波段范围冠层反射率的主要因素,对冠层反射率的总敏感度约为85%。叶面积指数LAI、平均叶倾角ALA和叶片干物质含量Cm是影响近红外波段冠层反射率的3个主要参数,其中叶面积指数和平均叶倾角对冠层反射率的总敏感度超过80%。(五)高分一号WFV影像水稻田反演叶面积指数在水稻田的整个生育期内呈先增加后减小的趋势,在拔节期达到最大值,LAI时序变化特征符合水稻生长发育进程。(六)常乐镇实测LAI与基于实测光谱反演的LAI具有良好的线性相关关系,复相关系数R~2为0.91;东园乡实测LAI与反演LAI相关性较低,R~2为0.61。观测样点对应高分一号WFV影像中水稻田单个像元的反演LAI值在整个时间序列上与实测LAI值变化趋势一致,均呈先增大后减小的趋势,在拔节抽穗期达到最大值。
【学位授予单位】:兰州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:S511;S127

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈中赟;盛琼;李洪权;王治海;毛智军;;单季稻叶面积指数变化特征及其与气象条件的关系[J];中国农学通报;2018年01期
2 李亚妮;鲁蕾;刘勇;;基于PROSAIL模型的水稻田缨帽三角-叶面积指数模型及其应用[J];应用生态学报;2017年12期
3 杜育璋;姜小光;张雨泽;黄成;刘朝霞;刘亮;;基于Landsat-8遥感数据和PROSAIL辐射传输模型反演叶面积指数[J];干旱区地理;2016年05期
4 叶舒;范文义;孟庆岩;;基于高分一号数据的PROSAIL模型叶面积指数反演[J];森林工程;2016年04期
5 许涛;廖静娟;沈国状;王娟;杨晓慧;王蒙;;基于高分一号与Radarsat-2的鄱阳湖湿地植被叶面积指数反演[J];红外与毫米波学报;2016年03期
6 秦占飞;申健;谢宝妮;严林;常庆瑞;;引黄灌区水稻叶面积指数的高光谱估测模型[J];武汉大学学报(信息科学版);2017年08期
7 马建威;黄诗峰;李纪人;李小涛;宋小宁;冷佩;孙亚勇;;改进Sobol算法支持下的PROSAIL模型参数全局敏感性分析[J];测绘通报;2016年03期
8 宋军伟;张友静;李鑫川;杨文治;;基于GF-1与Landsat-8影像的土地覆盖分类比较[J];地理科学进展;2016年02期
9 宋梦龙;张海龙;张鹏;杨景荣;;高分一号卫星遥感数据测试分析[J];内蒙古科技与经济;2016年02期
10 辛明月;殷红;陈龙;张美玲;任智勇;苗静;;不同生育期水稻叶面积指数的高光谱遥感估算模型[J];中国农业气象;2015年06期
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 严林;基于高光谱遥感的宁夏引黄灌区水稻生理生化参数研究[D];西北农林科技大学;2017年
2 刘天凤;基于PROSAIL模型的干旱半干旱地区LAI遥感反演建模[D];兰州大学;2015年
3 任梓菡;基于PROSAIL模型的反射率-LAI数值分布模式研究[D];兰州大学;2014年
4 施俊怡;基于遥感与ORYZA2000模型结合的重庆水稻生长模拟方法研究[D];南京信息工程大学;2014年
5 魏珊珊;基于Landsat ETM+数据和辐射传输模型的水稻叶面积指数反演[D];东北师范大学;2012年
6 白继伟;基于高光谱数据库的光谱匹配技术研究[D];中国科学院研究生院(遥感应用研究所);2002年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨斌;高桂胜;王磊;程璐;;基于GF-1 WFV和Landsat-8 OLI提取植被信息方法比较研究[J];测绘工程;2018年08期
2 丁安心;焦子锑;董亚冬;张小宁;李阳;何丹丹;;基于线性核驱动模型的BRDF模型集成与案例分析[J];遥感技术与应用;2018年03期
3 吴宗俊;万程辉;张红梅;;基于GF-1 PMS影像的土地利用/覆盖分类研究[J];江西科学;2018年03期
4 王连喜;张阳;李琪;胡正华;任景全;卢媛媛;王田;;作物模型参数敏感性分析现状与展望[J];气象科技;2018年02期
5 王洋;肖文;邹焕成;陆婧楠;曹英丽;于丰华;;基于PROSPECT模型的植物叶片干物质估测建模研究[J];沈阳农业大学学报;2018年01期
6 郭鹏;武法东;;利用Landsat8数据估算干旱区晴天太阳瞬时和日间净辐射[J];干旱区地理;2018年01期
7 葛丽娟;王小平;王清涛;党虹;赵传燕;;PROSAIL模型在半干旱区春小麦不同干旱胁迫条件下的适用性分析[J];干旱气象;2017年06期
8 郝向磊;邓磊;贺英;;盘锦湿地翅碱蓬景观变化的遥感监测与分析[J];湿地科学与管理;2017年04期
9 周霞;刘彦文;姜宇榕;刘建;;Landsat-8与GF-1遥感影像土地利用数据提取比较——以咸宁市为例[J];安徽农业科学;2017年31期
10 曾琪;余坤勇;姚雄;郑文英;张今朝;艾婧文;刘健;;基于PROSAIL辐射传输模型的毛竹林分冠层反射率模拟研究[J];植物科学学报;2017年05期
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 葛丽娟;基于PROSAIL模型的半干旱区春小麦生理生态参数反演[D];兰州大学;2018年
2 李亚妮;基于高分一号时序数据和PROSAIL模型的水稻田叶面积指数反演[D];兰州大学;2018年
3 李燕;基于可见—短波红外光谱数据的印刷品光谱分析方法研究[D];北京印刷学院;2018年
4 吴蕾;基于CERES-Maize与PROSAIL模型耦合的冠层反射率模拟分析[D];石河子大学;2017年
5 刘泽飞;基于植被冠层光谱BRDF模型的LAI反演研究[D];西安科技大学;2017年
6 明群杰;基于光谱匹配技术的青藏高原典型植被识别与提取[D];中国地质大学(北京);2017年
7 梁繁;云南中甸地区高光谱遥感矿物信息提取[D];成都理工大学;2017年
8 陈德;基于遥感和作物模型的东北水稻低温冷害监测评估[D];南京信息工程大学;2017年
9 程志会;基于图的高光谱图像半监督分类研究[D];辽宁师范大学;2017年
10 张雪婷;基于作物生长模型和遥感数据同化的草地生物量估算方法及应用[D];电子科技大学;2017年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杜育璋;姜小光;张雨泽;黄成;刘朝霞;刘亮;;基于Landsat-8遥感数据和PROSAIL辐射传输模型反演叶面积指数[J];干旱区地理;2016年05期
2 胡言青;严小静;汪大林;刘士高;;气象条件对水稻生产影响研究——以安徽南陵为例[J];中国农学通报;2016年24期
3 朱秋明;邓翠婷;叶俊希;梁思维;岳海峰;詹梅梅;李艳大;陈青春;;不同生育期水稻叶面积指数与产量的关系[J];仲恺农业工程学院学报;2016年03期
4 秦占飞;申健;谢宝妮;严林;常庆瑞;;引黄灌区水稻叶面积指数的高光谱估测模型[J];武汉大学学报(信息科学版);2017年08期
5 辛明月;殷红;陈龙;张美玲;任智勇;苗静;;不同生育期水稻叶面积指数的高光谱遥感估算模型[J];中国农业气象;2015年06期
6 杨闫君;田庆久;黄彦;王磊;耿君;杨冉冉;;高分一号影像水稻叶面积指数反演真实性检验[J];遥感信息;2015年05期
7 许伟;奚砚涛;;基于Landsat8遥感影像的合肥市土地利用分类[J];湖北农业科学;2015年15期
8 王利民;刘佳;杨福刚;富长虹;滕飞;高建孟;;基于GF-1卫星遥感的冬小麦面积早期识别[J];农业工程学报;2015年11期
9 翁进;曾海波;罗国斌;;GF-1卫星数据在土地利用变更调查遥感监测中的应用[J];安徽农业科学;2015年16期
10 贾玉秋;李冰;程永政;刘婷;郭燕;武喜红;王来刚;;基于GF-1与Landsat-8多光谱遥感影像的玉米LAI反演比较[J];农业工程学报;2015年09期
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 谢巧云;叶面积指数反演方法的普适性研究[D];安徽大学;2014年
2 任梓菡;基于PROSAIL模型的反射率-LAI数值分布模式研究[D];兰州大学;2014年
3 谷成燕;基于PROSAIL辐射传输模型的毛竹林冠层参数遥感定量反演[D];浙江农林大学;2013年
4 褚旭;不同覆盖度条件下水稻叶层氮素营养的高光谱监测研究[D];南京农业大学;2013年
5 周洪奎;黄淮海平原典型区夏玉米叶面积指数遥感估算研究[D];南京大学;2013年
6 苗乃哲;基于Landsat_TM数据的冬小麦不同生育期叶面积指数反演方法精度比较[D];西安科技大学;2012年
7 石锋;基于HJ-1B星影像和PROSAIL模型相思树LAI反演[D];福建师范大学;2012年
8 魏珊珊;基于Landsat ETM+数据和辐射传输模型的水稻叶面积指数反演[D];东北师范大学;2012年
9 易军;宁夏引黄灌区稻田氮素迁移特征研究[D];中国农业科学院;2011年
10 郑长春;水稻种植面积遥感信息提取研究[D];新疆农业大学;2008年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 肖兵;张胜江;麦尔丹·加帕尔;;地下逐日滴灌棉花叶面积指数测定及动态模拟[J];现代农业科技;2018年02期
2 吴双丽;邓巍;吴桂芳;;精准施药中叶面积指数探测研究[J];农机化研究;2017年07期
3 武威;孙启洵;周平;李瑞;陈雯;刘涛;;稻麦叶面积指数估算系统设计[J];中国农机化学报;2017年09期
4 翟羽娟;张艳红;刘兆礼;刘宝江;;基于主成分分析的植被指数与叶面积指数相关性研究[J];测绘与空间地理信息;2015年09期
5 张红卫;陈怀亮;;冬小麦叶面积指数动态变化的监测方法及其应用[J];灌溉排水学报;2014年02期
6 翟书华;王斌;苏源;岑晓江;张飞梦;;波叶海菜花不同居群叶面积指数的变化及分析[J];北方园艺;2014年09期
7 麻雪艳;周广胜;;春玉米最大叶面积指数的确定方法及其应用[J];生态学报;2013年08期
8 吴婧;;关于茶树叶面积指数和叶面积覆盖指数的探讨[J];茶叶科学;2012年06期
9 陆秀明;黄庆;孙雪晨;张铁民;刘怀珍;钟旭华;李惠芬;黄农荣;田卡;;图像处理技术估测水稻叶面积指数的研究[J];中国农学通报;2011年03期
10 白莎;池宝亮;黄学芳;樊文华;樊修武;;玉米栽培因子与叶面积指数模型研究初探[J];干旱地区农业研究;2010年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陈雪洋;蒙继华;吴炳方;朱建军;纽立明;杜鑫;;基于环境星高光谱数据红边参数的冬小麦叶面积指数反演[A];遥感定量反演算法研讨会摘要集[C];2010年
2 刘倩;;2000-2010年三江源地区MODIS叶面积指数及FPAR产品验证分析[A];遥感定量反演算法研讨会摘要集[C];2010年
3 孙永华;宫辉力;李小娟;浦瑞良;周德民;;基于高光谱的三江平原湿地叶面积指数反演研究[A];遥感定量反演算法研讨会摘要集[C];2010年
4 万华龙;刘连涛;张永江;李存东;孙红春;;去果枝对棉花冠层结构和产量分布的影响[A];2017年中国作物学会学术年会摘要集[C];2017年
5 夏帆;;基于MODIS数据的长江流域生态环境质量评价[A];第十五届全国遥感技术学术交流会论文摘要集[C];2005年
6 兰安军;蒋幸萤;易兴松;;基于遥感参数反演的山地城市植被对大气污染响应研究——以贵阳市为例[A];2017中国环境科学学会科学与技术年会论文集(第一卷)[C];2017年
7 姜志伟;陈仲新;任建强;;基于ACRM辐射传输模型的植被叶面积指数遥感反演[A];2010年中国农业资源与区划学会学术年会论文集[C];2010年
8 袁媛;瑚波;武兴厚;赵婷;;夏玉米植被指数与叶面积指数的关系研究[A];第33届中国气象学会年会 S14 提升气象科技创新能力,保障农业丰产增效[C];2016年
9 赵春江;黄文江;王纪华;杨敏华;;不同品种、肥水条件下冬小麦光谱红边参数研究[A];成像光谱技术与应用研讨会论文集[C];2002年
10 潘寅辉;虞敏之;胡建军;黄树荣;盛方清;;四季竹叶面积指数与竹笋产量关系的研究[A];第三届浙江中西部科技论坛论文集(第三卷 林业分卷)[C];2006年
中国重要报纸全文数据库 前5条
1 李梅;蔬菜变化密植可增产[N];瓜果蔬菜报.农业信息周刊;2005年
2 石家庄市农科院 王忠义 赵敬霞;谈谈标杂棉的整枝和化控[N];河北科技报;2003年
3 ;玉米持续增产的六项措施[N];山西科技报;2005年
4 记者 段昊书 通讯员 程路 曹云;今夏全国森林长势为近5年最差[N];中国气象报;2015年
5 围场满族蒙古族自治县农牧局 梁宏宇;蔬菜变化密植增产技术[N];河北科技报;2016年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 蔡庆空;基于小波变换的冬小麦叶面积指数与叶绿素含量遥感反演[D];中国矿业大学(北京);2015年
2 王强;基于多角度混合模型的长白山地区针叶林区叶面积指数反演[D];东北林业大学;2009年
3 柏军华;棉田管理信息的遥感提取研究[D];中国农业科学院;2009年
4 邵方丽;冀北山地典型森林植被与土壤成分的空间异质性关系研究[D];北京林业大学;2012年
5 谢巧云;考虑红边特性的多平台遥感数据叶面积指数反演方法研究[D];中国科学院大学(中国科学院遥感与数字地球研究所);2017年
6 骆社周;激光雷达遥感森林叶面积指数提取方法研究与应用[D];中国地质大学(北京);2012年
7 夏繁茂;节约型园林植物的应用与优化研究[D];南京林业大学;2012年
8 刁明;温室甜椒生长发育模拟模型的研究[D];南京农业大学;2008年
9 胡琦;内蒙古地区多时间尺度气候变化及草地叶面积动态响应研究[D];中国农业大学;2016年
10 姚付启;冬小麦高光谱特征及其生理生态参数估算模型研究[D];西北农林科技大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 武哲羽;树木特征对庭院风环境的影响研究[D];沈阳农业大学;2018年
2 王亚杰;基于无人机多光谱遥感的玉米叶面积指数监测方法研究[D];西北农林科技大学;2018年
3 马培培;全球叶面积指数产品验证与分析[D];电子科技大学;2018年
4 黄楚荻;叶面积指数的多光谱空间分布模式及高分辨率遥感影像反演[D];兰州大学;2018年
5 李亚妮;基于高分一号时序数据和PROSAIL模型的水稻田叶面积指数反演[D];兰州大学;2018年
6 郭嵩;基于普莱亚影像纹理信息对川西南山地阔叶林有效叶面积指数的研究[D];四川农业大学;2017年
7 刘贞强;基于机器学习的北方水稻叶面积指数反演[D];黑龙江大学;2018年
8 吴双丽;基于超声传感探测叶面积指数的研究[D];内蒙古农业大学;2017年
9 李乐;基于LiDAR的辽东山区森林枝条三维绿量转换叶面积[D];沈阳农业大学;2017年
10 吕东;水稻叶面积指数机载传感器的设计与研究[D];沈阳农业大学;2017年
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