基于棉花冠層光譜參數(shù)的FPAR估算模型研究及應(yīng)用.pdf

1、【目的】通過(guò)開(kāi)展小區(qū)棉花密度和水分對(duì)比實(shí)驗(yàn)，分析不同密度和水分處理棉花生育期的光合有效輻射吸收分量(Fraction of Photosynthetically Active Radiation，F(xiàn)PAR)與光譜反射率的相關(guān)關(guān)系，建立棉花FPAR光譜估算模型。并以新疆石河子121團(tuán)為研究區(qū)，利用我國(guó)自主研發(fā)運(yùn)行的HJ-1衛(wèi)星數(shù)據(jù)，結(jié)合同步觀測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)棉花FPAR進(jìn)行監(jiān)測(cè)。使用CASA模型計(jì)算棉花凈初級(jí)生產(chǎn)力，以此估算棉花產(chǎn)量。
　

2、　 【方法】于2009-2010年，對(duì)獲取的近地高光譜、衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)和地面同步調(diào)查測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行了原始光譜反射率、光譜一階微分、光譜反射率的方差分析處理，用回歸分析方法建立了棉花冠層FPAR的估測(cè)模型，并用均方根誤差、相對(duì)誤差和相關(guān)系數(shù)等對(duì)估測(cè)模型進(jìn)行了精度評(píng)價(jià)。利用ENVI4.7軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)區(qū)的影像進(jìn)行了預(yù)處理和分析，對(duì)實(shí)驗(yàn)區(qū)121團(tuán)棉花FPAR進(jìn)行監(jiān)測(cè)，進(jìn)而使用所建立的模型，估算棉花產(chǎn)量。
　　 【結(jié)果】通過(guò)多平臺(tái)遙感監(jiān)測(cè)棉花

3、FPAR的研究，取得如下進(jìn)展：
　　 （1）棉花光合有效輻射吸收分量的變化及光譜參數(shù)估算模型的建立
　　 選取的所有植被指數(shù)與棉花FPAR的相關(guān)性極顯著水平，其中綠度植被指數(shù)（GREENNDVI）和反射率比值（GMI）與FPAR的相關(guān)性最好，且均呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)（r）分別為0.794和0.765。分別用GREENNDVI和GMI建立棉花FPAR的估算模型，其決定系數(shù)分別為0.657和0.635，均方根誤差（RMS

4、E）為分別為0.089和0.093。
　　 （2）基于HJ-1 CCD的棉花FPAR遙感監(jiān)測(cè)模型
　　 計(jì)算3種植被指數(shù)（RVI，SAVI，NDVI），結(jié)合同步觀測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)植被指數(shù)與實(shí)測(cè)FPAR進(jìn)行回歸分析，比較3種植被指數(shù)模型對(duì)棉花FPAR估測(cè)精度，結(jié)果表明各植被指數(shù)與FPAR均具有較高的相關(guān)性，NDVI具有最高的反演精度；對(duì)估算棉花FPAR的最優(yōu)模型進(jìn)行驗(yàn)證，模型平均誤差僅為1.84%，模型達(dá)到了較高的精度。利用HJ

5、-1 CCD反演了新疆121團(tuán)6月到8月棉田的FPAR。
　　 （3）基于植物凈初級(jí)生產(chǎn)力模型的棉花產(chǎn)量估測(cè)
　　 通過(guò)多時(shí)相環(huán)境衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)獲得FPAR,PAR和NPP數(shù)據(jù)，大小順序均是8月份>7月份>6月份， 在8月份，7月份和6月份NPP分別所在的比例為45%，30%和25%。利用NPP對(duì)棉花產(chǎn)量進(jìn)行估算，得到棉花產(chǎn)量與實(shí)際產(chǎn)量間的相對(duì)誤差平均為-18.00%。
　　 【結(jié)論】利用光譜特征參數(shù)可以有效地估算