基于棉花冠層光譜參數(shù)的FPAR估算模型研究及應用.pdf

1、【目的】通過開展小區(qū)棉花密度和水分對比實驗，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關系，建立棉花FPAR光譜估算模型。并以新疆石河子121團為研究區(qū)，利用我國自主研發(fā)運行的HJ-1衛(wèi)星數(shù)據(jù)，結合同步觀測數(shù)據(jù)，對棉花FPAR進行監(jiān)測。使用CASA模型計算棉花凈初級生產力，以此估算棉花產量。
　

2、　 【方法】于2009-2010年，對獲取的近地高光譜、衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)和地面同步調查測試數(shù)據(jù)進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的估測模型，并用均方根誤差、相對誤差和相關系數(shù)等對估測模型進行了精度評價。利用ENVI4.7軟件對實驗區(qū)的影像進行了預處理和分析，對實驗區(qū)121團棉花FPAR進行監(jiān)測，進而使用所建立的模型，估算棉花產量。
　　 【結果】通過多平臺遙感監(jiān)測棉花

3、FPAR的研究，取得如下進展：
　　 （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的相關性最好，且均呈極顯著正相關，相關系數(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)測模型
　　 計算3種植被指數(shù)（RVI，SAVI，NDVI），結合同步觀測數(shù)據(jù)，對植被指數(shù)與實測FPAR進行回歸分析，比較3種植被指數(shù)模型對棉花FPAR估測精度，結果表明各植被指數(shù)與FPAR均具有較高的相關性，NDVI具有最高的反演精度；對估算棉花FPAR的最優(yōu)模型進行驗證，模型平均誤差僅為1.84%，模型達到了較高的精度。利用HJ

5、-1 CCD反演了新疆121團6月到8月棉田的FPAR。
　　 （3）基于植物凈初級生產力模型的棉花產量估測
　　 通過多時相環(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對棉花產量進行估算，得到棉花產量與實際產量間的相對誤差平均為-18.00%。
　　 【結論】利用光譜特征參數(shù)可以有效地估算