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内蒙古草原产草量遥感监测方法研究

作　者: 陶伟国
导　师: 徐斌
学　校: 中国农业科学院
专　业: 生态学
关键词: 内蒙古产草量植被指数 TERRA/MODIS AQUA/MODIS
分类号: S812
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

内蒙古草原是中国北方的天然生态屏障，全国五大牧区之一，也是中国重要的畜牧业基地。能够准确及时的获取该区域牧草的产量以及随时间、空间变化的特征是实现合理、高效、持续利用草原资源的关键，因此利用卫星遥感技术对内蒙古草地进行动态监测和估产研究具有重要意义。其次，内蒙古草原类型典型，地面样方丰富，以内蒙古草原为平台进行产草量的遥感估算方法研究对其他地区同类研究也具有借鉴意义。目前草原产草量动态监测中使用较为广泛的是统计模型，但不同的研究者由于使用地面样点数量不同做出的结果差异较大，不少情况下缺少模型验证，主要是选择几种遥感指标通过决定系数做简单的比较，结果的可靠性难以保证。因此，本文以内蒙古2006年采集的地面数据为平台，通过多种方法、多种遥感指标的对比分析，建立适用于内蒙古草原产草量动态监测模型，为内蒙古草原管理提供依据。本研究以TERRA/MODIS反射率产品、AQUA/MODIS反射率产品和内蒙古2006年大量的地面实测数据为基础，分卫星建立了单波段、多波段、和植被指数模型，以及双星协同多波段模型，其中植被指数包括已有的9种植被指数和12种新构造的包含短波红外波段的植被指数，共得到450个拟和方程。通过统计判断，敏感性分析和模型验证，提出了动态分区的方法，既是在高植被覆盖区也保证遥感指标对产草量的变化有显著的敏感性。分区的定量化标准由敏感性分析结合模型验证确定，最终建立了包含两种植被指数的较高精度的估算模型，保证给予每一子区可靠的估算结果，克服了以往通过统计量大小选取最优模型的不足。在产量低于1800 kg/hm~2区域，RRMSE=0.25，RMSE=264.7 kg/hm~2；在产量高于1800 kg/hm~2的区域，RRMSE=0.22，RMSE=684.5kg/hm~2。本模型涵盖了四个波段，计算量小，容易实现，且精度可以满足大范围草原产草量动态监测。最后，通过实际应用计算出了2006年7月底至8月初内蒙古草原产草量情况。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-11
第一章引言  11-23
  1.1 研究背景  11-12
    1.1.1 及时掌握草原产草量是草原管理的迫切需要  11-12
    1.1.2 遥感技术的发展为开展草原资源动态监测和管理提供了有力工具  12
    1.1.3 小结  12
  1.2 研究进展  12-17
    1.2.1 遥感估算方法综述  12-14
    1.2.2 产草量遥感估算的影响因素  14-17
  1.3 研究的目的和意义  17-18
  1.4 技术路线与研究方法  18-22
  1.5 研究区概况  22-23
第二章数据的获取与处理  23-31
  2.1 地面数据的获取与处理  23
  2.2 遥感数据的获取与处理  23-31
    2.2.1 MODIS 反射率产品  24-25
    2.2.2 反射率产品质量检查  25-26
    2.2.3 植被指数计算  26-29
    2.2.4 植被指数的提取  29-31
第三章估算模型的建立  31-47
  3.1 单波段模型  31-34
    3.1.1 相关分析  31-32
    3.1.2 建立模型  32-34
    3.1.3 小结  34
  3.2 多波段模型  34-36
    3.2.1 建立模型  34-36
    3.2.2 小结  36
  3.3 植被指数模型 I  36-41
    3.3.1 相关分析  37-39
    3.3.2 建立模型  39-41
    3.3.3 小结  41
  3.4 植被指数模型 II  41-47
    3.4.1 相关分析  41-44
    3.4.2 建立模型  44-46
    3.4.3 小结  46-47
第四章模型评价  47-55
  4.1 统计评价  47-48
  4.2 敏感性分析  48-52
    4.2.1 敏感性函数的数学推导  49-50
    4.2.2 敏感性分析  50-52
  4.3 模型验证  52-53
  4.4 小结  53-55
第五章模型应用  55-58
第六章结论与展望  58-60
参考文献  60-65
致谢  65-66
作者简历  66-68
附录  68-71

内蒙古草原产草量遥感监测方法研究

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