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基于多源卫星数据的典型草原遥感估产研究

董建军  
【摘要】:草原生产力是衡量草原产草量和诊断草原健康状况的重要指标,监测大面积草原产草量空间分布与动态对草原资源可持续利用、畜牧业发展和草原生态环境保护具有重要意义,遥感估产能及时准确地掌握大面积产草量的动态资料,是一种无接触、无破坏损伤、简易、精度和时效性高而费用低的方法,并且结合多源卫星遥感数据,增加了对草原观测的频度,从而有助于加深对草原生态系统及其动态的认识,为草原科学研究与管理的定量化奠定基础。 本研究以内蒙古锡林河流域典型草原为对象,以2012年野外实地观测的地上生物量数据为参照,结合同期Landsat/TM影像、泰国THEOS卫星图像、中国环境减灾卫星图像、MODIS/NDVI、 SPOT/VGT等数据,通过建模与比较,探讨了多源遥感数据在典型草原植被估产方面的潜力,阐明了鲜重与干重在典型草原遥感估产过程中的应用特点,明确适宜于典型草原遥感估产的具体植被指数与建模过程,从而进一步分析锡林河流域典型草原及其主要植被类型的时空动态。本文结论如下: 1.中分辨率卫星数据源的估产模型精度相比低分辨率卫星遥感数据源要高,并且中分辨率卫星遥感数据源中利用THEOS15m分辨率图像的估产模型精度较高;低分辨率卫星遥感数据中使用500m的MODISNDVI产品做草原遥感估产优于其它数据。 2.鲜重与干重均可以应用于研究区域草原遥感估产,鲜重适用于降水量较多年份,干重适用于降水量较少年份。 3.典型草原遥感估产中,随着降水量的升高,指数模型优于线性模型。 4.对于典型草原降水量较高的年份,GNDVI、 NDVI、 RVI、 SAVI、IPVI、 OSAVI、 TVI和MSAVI等植被指数均适用于典型草原,很好地反映草原的植被特性,并能提高草原遥感估产的精度。 5.锡林河流域的典型草原主要植被类型的组成和分布决定了锡林河流域植被返青东部早西部晚、产草量东部高西部低的时空变化特征。 6.由于锡林河流域内,牧民通常从7月底至8月初开始打草,堆积或运走了大量的鲜草,因此造成了锡林河流域羊草草原和大针茅草原产草量从7月末开始缓慢下降,东中部地区8月中旬时产草量迅速降低的趋势。 7.到8月底,气温很快下降,草原植被变得枯黄,因此整个流域范围内草原植被产草量普遍下降,直到9月底直线下降到很低的产草量。 通过本研究优化内蒙古典型草原上遥感估产方案,并从宏观上及时、动态地揭示草原生长状况,反映出草原的动态变化,为大尺度天然草原资源调查、监测与管理提供科学依据。


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