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Study of Wildfire Environmental Conditions in Portugal with NOAA/NESDIS Satellite-Based Vegetation Health Index 预览
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作者 Lourdes Bugalho Natália Camara Felix Kogan 《农业科学与技术:B》 2019年第3期165-174,共10页
Forest fires occur in Portugal every year during late spring, summer and fall. However, the beginning and end of the most severe season of forest fires are very variable, as is their intensity, the area and the number... Forest fires occur in Portugal every year during late spring, summer and fall. However, the beginning and end of the most severe season of forest fires are very variable, as is their intensity, the area and the number of occurrences. It is obvious, that vegetation stress and droughts are strongly linked to the occurrence of forest fires and burned area, showing a strong response to the drought. The vegetation health index (VHI), retrieved from the NOAA/NESDIS, shows good results in the detection of droughts, monitoring vegetation conditions in different countries. VHI is computed combining two terms: vegetation condition index (VCI), and temperature condition index (TCI) reflecting moisture and thermal vegetation conditions. The main objective of this study was to investigate the potential of VHI-method to monitor environmental conditions, favourable to forest fires in Portugal. Results of the study show that 88% of forest fires with burned area higher than 1,000 ha in a week, are well related with vegetation stress or drought conditions, detected with VHI-method. The results also show that the monitoring of the evolution of the VHI indexes is important for prevention burnt areas, especially in the spring, since it can indicate conditions for vegetation growth, which increases the fuel availability and the fire risk in the summer. 展开更多
关键词 FOREST fire risk VEGETATION health index VEGETATION stress DROUGHTS
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基于遥感数据的净月潭公园植被冠层叶片含水率反演 预览
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作者 孙拱 邢涛 +1 位作者 邢艳秋 黄佳鹏 《森林工程》 2019年第5期32-38,共7页
植被冠层含水率是研究全球水循环中的重要参数之一。为了解决大范围、全天候获取植被冠层含水率的问题,本研究以长春净月潭公园植被冠层含水率为研究对象,采用Landsat8OLI和Sentinel-1A数据,选取NDVI、NDMI、RVI和基于雷达数据构建的SA... 植被冠层含水率是研究全球水循环中的重要参数之一。为了解决大范围、全天候获取植被冠层含水率的问题,本研究以长春净月潭公园植被冠层含水率为研究对象,采用Landsat8OLI和Sentinel-1A数据,选取NDVI、NDMI、RVI和基于雷达数据构建的SARI1、SARI2、SARI3等6种植被指数,结合实测净月潭公园植被冠层含水率,通过一元线性回归、指数回归和二元线性回归等的方法建立经验模型,得到净月潭公园区域植被冠层含水率反演结果。实验结果为:二元线性回归反演模型决定系数(R^2)均大于0.8,利用NDVI-NDMI与植被冠层含水率建立的反演模型决定系数(R^2)为0.878,SARI3与植被冠层含水率建立的反演模型决定系数(R^2)均大于0.6。实验结果表明:NDVI-NDMI的二元线性回归模型能较好的运用于植被冠层含水率的反演中,同时雷达数据在植被冠层含水率反演中有一定价值,对于多光谱数据是一个不错的补充。 展开更多
关键词 植被冠层含水率 遥感数据 植被指数 模型反演 经验模型
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基于FY-3C/VIRR卫星数据重庆植被覆盖度时空变化研究 预览
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作者 杜宝隆 杨世琦 +2 位作者 王永前 高阳华 张强 《成都信息工程大学学报》 2019年第1期54-62,共9页
随着中国产风云系列卫星的飞速发展,FY系列遥感数据种类不断丰富。中国大多数植被监测研究重视使用国外数据研究轻视国产数据的应用,文中探究利用中国产FY-3C/VIRR植被指数产品数据监测区域植被覆盖度年内变化规律的可靠性。以植被覆盖... 随着中国产风云系列卫星的飞速发展,FY系列遥感数据种类不断丰富。中国大多数植被监测研究重视使用国外数据研究轻视国产数据的应用,文中探究利用中国产FY-3C/VIRR植被指数产品数据监测区域植被覆盖度年内变化规律的可靠性。以植被覆盖度(FC)为监测指标,利用Aqua/MODIS植被指数产品数据对比,采用像元二分模型对重庆区域2015年植被覆盖度进行反演分析。结果表明,基于FY-3C/VIRR的NDVI植被指数数据与Aqua/MODIS植被指数数据在时空分布上具有良好的一致性。空间上,高值区集中分布在山区,低值区集中在人口聚居的主城区和长江流域。时间序列上,1-8月持续升高,8-12月波动降低,与重庆市实际植被生长规律相同。对重庆市4种主要地表覆盖类型(低海拔混交林、低海拔小起伏山地作物、低海拔中起伏山地作物、中海拔混交林)提取分析,结果显示FY-3C/VIRR植被指数数据对多种地物覆盖的大范围研究区植被监测能力与Aqua/MODIS植被指数数据相似。重庆市植被覆盖度空间分布差异及分布规律特征明显,重庆市主城区及主要水系呈现低值,高值区域主要集中在东北山区和东南局部山区。高值区分布与山区和水系走势一致,呈现条纹式分布。时间序列上,基于FY-3C/VIRR的植被覆盖度1-10月呈现波动上升,10-12月显著下降,最低值出现在2月为38.32%,最大值出现在10月为72.88%。2015年年均植被覆盖度FY-3C/VIRR为53.45%,Aqua/MODIS为65.55%。 展开更多
关键词 3S技术 遥感 FY-3C/VIRR数据 植被指数 植被覆盖度 重庆市 像元二分模型
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基于无人机可见光图像的夏季玉米植被覆盖度提取方法 预览
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作者 赵静 杨焕波 +3 位作者 兰玉彬 鲁力群 贾鹏 李志铭 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期232-240,共9页
为准确快速获取夏季玉米四叶期、拔节期、抽穗期和花粒期的植被覆盖度信息,利用无人机获取玉米田间可见光图像,对图像可见光波段提取的多种植被指数进行分析和比较,选择差异植被指数(Visible-band difference vegetation index,VDVI)、... 为准确快速获取夏季玉米四叶期、拔节期、抽穗期和花粒期的植被覆盖度信息,利用无人机获取玉米田间可见光图像,对图像可见光波段提取的多种植被指数进行分析和比较,选择差异植被指数(Visible-band difference vegetation index,VDVI)、过绿指数(Excess green,EXG)和归一化绿蓝差异指数(Normalized green-blue difference index,NGBDI),结合监督分类提取了玉米4个时期的植被覆盖度信息。通过对试验田4个阶段的单幅图像监督分类处理,将其目标物分为土壤和玉米植被两类;分别统计监督分类后图像中土壤和玉米的VDVI像元直方图,将两者的像元直方图交点作为植被覆盖度提取阈值,同理获得EXG和NGBDI对应的玉米植被覆盖度提取阈值;利用获取的玉米植被3种覆盖度提取阈值,对玉米4个时期的植被覆盖度进行提取,并对提取精度进行了验证。结果表明,VDVI对应4个生长时期的植被覆盖度提取误差分别为1.21%、4.88%、2.31%和3.61%;EXG对应的植被覆盖度提取误差分别为1.38%、1.25%、0.89%和0.33%;NGBDI提取误差为1.61%、3.31%、1.99%和3.25%,EXG在夏季玉米4个生长时期的植被覆盖度提取效果最好。将玉米4个生长时期单幅图像确定的阈值作为固定阈值,对剔除确定阈值的单幅图像的试验田全景图像进行植被覆盖度提取,并对提取效果进行验证。结果表明,采用监督分类与可见光植被指数统计直方图相结合确定阈值的方法提取玉米植被覆盖度效果较好。 展开更多
关键词 夏季玉米 无人机可见光图像 植被覆盖度 植被指数 阈值提取
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Effect of Mathematical Expression of Vegetation Indices on the Estimation of Phenology Trends from Satellite Data 预览
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作者 ZUO Lu LIU Ronggao +1 位作者 LIU Yang SHANG Rong 《中国地理科学:英文版》 SCIE CSCD 2019年第5期756-767,共12页
Vegetation indices(VIs) from satellite remote sensing have been extensively applied to analyze the trends of vegetation phenology. In this paper, the NDVI(normalized difference vegetation index) and SR(simple ration),... Vegetation indices(VIs) from satellite remote sensing have been extensively applied to analyze the trends of vegetation phenology. In this paper, the NDVI(normalized difference vegetation index) and SR(simple ration), which are calculated from the same spectral bands of MODIS data with different mathematical expressions, were used to extract the start date(SOS) and end date(EOS) of the growing season in northern China and Mongolia from 2000 to 2015. The results show that different vegetation indices would lead to differences in vegetation phenology especially in their trends. The mean SOS from NDVI is 15.5 d earlier than that from SR, and the mean EOS from NDVI is 13.4 d later than that from SR. It should be noted that 16.3% of SOS and 17.2% of EOS derived from NDVI and SR exhibit opposite trends. The phenology dates and trends from NDVI are also inconsistent with those of SR among various vegetation types. These differences based on different mathematical expressions in NDVI and SR result from different resistances to noise and sensitivities to spectral signal at different stage of growing season. NDVI is prone to be effected more by low noise and is less sensitive to dense vegetation. While SR is affected more by high noise and is less sensitive to sparse vegetation. Therefore, vegetation indices are one of the uncertainty sources of remote sensing-based phenology, and appropriate indices should be used to detect vegetation phenology for different growth stages and estimate phenology trends. 展开更多
关键词 VEGETATION PHENOLOGY VEGETATION index trend CONSISTENCY noise EFFECT spatially TEMPORAL comparability northern China Mongolia
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抚仙湖禄充风景区植被覆盖变化研究
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作者 杨海兰 柳德江 +2 位作者 王泉 吴利 王涛 《测绘地理信息》 2019年第5期29-32,共4页
利用遥感(remote sensing,RS)/GIS技术,分别提取2000年Landset 7 ETM、2008年Landsat5 TM和2016年Landsat 8 OLI三期影像的植被指数(NDVI值),且进行RGB合成,并利用像元二分模型估算不同时期的植被覆盖度,分析了抚仙湖禄充风景区2000~201... 利用遥感(remote sensing,RS)/GIS技术,分别提取2000年Landset 7 ETM、2008年Landsat5 TM和2016年Landsat 8 OLI三期影像的植被指数(NDVI值),且进行RGB合成,并利用像元二分模型估算不同时期的植被覆盖度,分析了抚仙湖禄充风景区2000~2016年间的植被覆盖变化情况。结果表明,在2000~2008年间极低(0~15%)、低(15~30%)、中高(50~70%)植被覆盖度所占面积增加,而中(30~50%)、高(70~100%)植被覆盖面积减少;2008~2016年间极低植被覆盖度所占面积增加显著,具体增加了18.991 1%,其他各等级植被覆盖度所占面积都在减少。 展开更多
关键词 禄充风景区 植被指数 植被覆盖度 动态变化
A method for determining vegetation growth process using remote sensing data: A case study in the Three-River Headwaters Region, China
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作者 CHEN Tian-tian YI Gui-hua +2 位作者 ZHANG Ting-bin WANG Qiang BIE Xiao-juan 《山地科学学报:英文版》 SCIE CSCD 2019年第9期2001-2014,共14页
Accurate measurements of the associated vegetation phenological dynamics are crucial for understanding the relationship between climate change and terrestrial ecosystems. However, at present, most vegetation phenologi... Accurate measurements of the associated vegetation phenological dynamics are crucial for understanding the relationship between climate change and terrestrial ecosystems. However, at present, most vegetation phenological calculations are based on a single algorithm or method. Because of the spatial, temporal, and ecological complexity of the vegetation growth processes, a single algorithm or method for monitoring all these processes has been indicated to be elusive. Therefore, in this study, from the perspective of plant growth characteristics, we established a method to remotely determine the start of the growth season(SOG) and the end of the growth season(EOG), in which the maximum relative change rate of the normalized difference vegetation index(NDVI) corresponds to the SOG, and the next minimum absolute change rate of the NDVI corresponds to the EOG. Taking the Three-River Headwaters Region in 2000–2013 as an example, we ascertained the spatiotemporal and vertical characteristics of its vegetation phenological changes. Then, in contrast to the actual air temperature data, observed data and other related studies, we found that the SOG and EOG calculated by the proposed method is closer to the time corresponding to the air temperature, and the trends of the SOG and EOG calculated by the proposed method are in good agreement with other relevant studies. Meantime, the error of the SOG between the calculated and observed in this study is smaller than that in other studies. 展开更多
关键词 VEGETATION phenology Normalized difference VEGETATION index (NDVI) Start of the growth SEASON (SOG) End of the growth SEASON (EOG) Three-River HEADWATERS Region(TRHR)
基于Sentinel-2多光谱数据的棉花叶面积指数估算 预览
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作者 易秋香 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第16期189-197,共9页
棉花叶面积指数(leaf are index, LAI)的快速、准确获取对棉花长势监测、发育期诊断、面积提取以及产量估算等遥感监测具有重要意义。该研究利用2017年和2018年的Sentinel-2多光谱卫星数据及大面积田间试验观测获取的棉花不同发育期LAI... 棉花叶面积指数(leaf are index, LAI)的快速、准确获取对棉花长势监测、发育期诊断、面积提取以及产量估算等遥感监测具有重要意义。该研究利用2017年和2018年的Sentinel-2多光谱卫星数据及大面积田间试验观测获取的棉花不同发育期LAI实测数据,构建了基于单波段反射率及各类植被指数的棉花不同发育期及全发育期LAI估算模型,并采用留一验证(LOOCV, leave-one-out cross validation)和交叉验证对模型精度进行了检验。结果表明:1)对于单波段反射率,基于中心波长为842 nm波宽为145 nm的B8近红外波段对不同发育期LAI估算精度最优均方根误差(RMSE, root mean square error, RMSE=0.378);2)对于各类植被指数,花蕾期(20170616)和花铃期(20170802)时增强植被指数(EVI, enhanced vegetation index,)表现最佳(RMSE分别为0.352和0.367),开花期(20180623)时校正土壤调节植被指数(MSAVI2, modified soil adjusted vegetation index 2,)估算精度最高(RMSE=0.323);3)单波段反射率和各类植被指数对全发育期LAI的估算均要优于对单个发育期LAI的估算,其中基于IRECI指数的(invertedred-edge chlorophyllindex)全发育期LAI估算模型精度最佳,LOOCV检验RMSE=0.425,交叉检验RMSE=0.368;将基于IRECI的全发育期LAI估算模型应用到单个发育期LAI估算并与各单个发育期LAI估算模型精度对比,发现交叉验证RMSE平均值仅比LOOCV验证RMSE平均值高0.07,反映了全发育期LAI估算模型良好的普适性。该研究为农作物LAI估算提供了新的数据选择,完善了Sentinel-2卫星数据在LAI估算中的应用领域。 展开更多
关键词 作物 遥感 模型 Sentinel-2多光谱卫星 棉花 叶面积指数 植被指数
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基于梯度提升树算法的夏玉米叶面积指数反演 预览
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作者 张宏鸣 刘雯 +3 位作者 韩文霆 刘全中 宋荣杰 侯贵河 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期251-259,共9页
为了快速、准确、大范围获取大田夏玉米的叶面积指数(Leaf area index,LAI),基于实地采集的夏玉米LAI和株高,结合同时期的无人机多光谱影像,选择与夏玉米LAI相关性较强的8种植被指数以及株高作为反演LAI的输入变量,采用梯度提升树(Gradi... 为了快速、准确、大范围获取大田夏玉米的叶面积指数(Leaf area index,LAI),基于实地采集的夏玉米LAI和株高,结合同时期的无人机多光谱影像,选择与夏玉米LAI相关性较强的8种植被指数以及株高作为反演LAI的输入变量,采用梯度提升树(Gradient boosting decision tree,GBDT)算法建立植被指数及株高与叶面积指数之间的预测模型,并与支持向量机(Support vector machine,SVM)和随机森林(Random forest,RF)算法建立的模型进行预测精度对比。结果表明,GBDT算法在3个样本组中的LAI预测值与实测值 R^2分别为0.571 0、0.755 8、0.644 1,均高于SVM算法(0.547 2、0.679 1、0.616 8)和RF算法(0.550 5、0.697 3、0.629 5);对应的RMSE分别为0.002 7、0.001 5、0.001 6,均低于SVM算法(0.211 7、0.152 3、0.159 7)和RF算法(0.244 7、0.214 7、0.208 0)。该研究为快速准确的大田夏玉米LAI遥感监测提供了技术和方法。 展开更多
关键词 夏玉米 叶面积指数 多光谱 梯度提升树 植被指数
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Assessment of an Evapotranspiration Deficit Drought Index in Relation to Impacts on Ecosystems 预览
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作者 Xia ZHANG Mingxing LI +3 位作者 Zhuguo MA Qing YANG Meixia LV Robin Clark 《大气科学进展:英文版》 SCIE CAS CSCD 2019年第11期1273-1287,共15页
Ecosystems have increasingly been subject to the challenge of heavy drought under global warming. To quantitatively evaluate the impacts of drought on ecosystems, it is necessary to develop a drought index that can se... Ecosystems have increasingly been subject to the challenge of heavy drought under global warming. To quantitatively evaluate the impacts of drought on ecosystems, it is necessary to develop a drought index that can sensitively depict the response of vegetation to drought evolution at a biological time scale. For the ability of direct connection between climate and ecosystem by deficit of evapotranspiration, in the present study, a drought index was defined based on standardized evapotranspiration deficit (SEDI), according to the difference between actual and potential evapotranspiration, to meet the need for highlighting drought impacts on ecological processes. Comparisons with traditional indices show that SEDI can reasonably detect droughts and climatic dry and wet transitions, especially at a monthly time scale, and can also regenerate long-term trends. Moreover, SEDI can more sensitively capture the biological changes of ecosystems in response to the dynamics of drought intensity, compared with the indices of precipitation and temperature. SEDI is more practical than the precipitation and temperature indices to highlight signals of biological effects in climate droughts. Hence, it has potential for use in assessments of climate change and its impact on ecosystems. 展开更多
关键词 EVAPOTRANSPIRATION DROUGHT INDEX vegetation ECOSYSTEM leaf area INDEX climate change
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联合主被动遥感数据定量评价林下植被对叶面积指数估算的影响
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作者 云增鑫 郑光 +3 位作者 马利霞 王晓菲 卢晓曼 路璐 《遥感技术与应用》 CSCD 北大核心 2019年第3期583-594,共12页
天然森林具有冠层和林下植被(即灌丛、草地)的垂直立体结构,准确、定量地分离林下植被对于改善森林冠层叶面积指数反演精度具有重要的科学意义和实用价值。传统被动光学遥感数据由于在直接获取三维信息方面存在局限性,联合主被动的航空... 天然森林具有冠层和林下植被(即灌丛、草地)的垂直立体结构,准确、定量地分离林下植被对于改善森林冠层叶面积指数反演精度具有重要的科学意义和实用价值。传统被动光学遥感数据由于在直接获取三维信息方面存在局限性,联合主被动的航空激光雷达(ALS)和高光谱数据(HyMap),以美国华盛顿州植物园为重点研究区,首先在单木分割的基础上实现了森林的垂直分层(即森林冠层和林下植被层)。在此基础上,利用森林冠层激光点云数据对光学影像数据进行林下植被信息剔除。通过对比利用航空光学影像和地面实测得到的森林有效叶面积指数结果发现:①森林郁闭度对于ALS数据的穿透性具有显著影响;②去除林下植被信息能够有效改善森林冠层有效叶面积指数(LAIe)估算精度。通过剔除林下植被信息,植被指数(NDVI)与地面实测有效叶面积指数的相关性由0.087提升到0.591。此外,基于剔除林下植被信息的光学遥感影像.与简单比值植被指数(SR)(相关性由0.209提升到0.559)和简化简单比例植被指数(RSR)(相关性由0.147提升到0.358)相比,归一化植被指数(NDVI)对冠层叶面积指数的变化最为敏感(相关性提高0.5)。本研究所提出的联合主被动遥感数据定量分离林下植被的方法能够有效地改善森林冠层叶面积指数的反演精度,为准确定量地估算森林生物物理参数和研究碳、水循环过程提供坚实的基础。 展开更多
关键词 单木分割 林下植被 叶面积指数(LAI) 激光雷达 植被指数
1961—2016年青海高原干湿变化与植被变化关系研究 预览
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作者 刘义花 刘蓉娜 李红梅 《中国农学通报》 2019年第28期98-104,共7页
根据1961—2016年青海省47个气象观测台站数据及MODIS数据,讨论了青海省季、年的干湿变化时空分布特征。结果表明:(1)青海省多年平均地表湿润指数为0.42,湿润指数总体无明显变化趋势,1961—1980年、1990—2002年为显著偏旱段,1981—198... 根据1961—2016年青海省47个气象观测台站数据及MODIS数据,讨论了青海省季、年的干湿变化时空分布特征。结果表明:(1)青海省多年平均地表湿润指数为0.42,湿润指数总体无明显变化趋势,1961—1980年、1990—2002年为显著偏旱段,1981—1989年、2003—2012年为显著偏涝段;(2)柴达木盆地、环青海湖地区及青南牧区总体偏干,东部农业区干湿交替明显,青海省各功能区自2002年后暖湿化趋势明显;(3)青海省春季以偏湿为主,夏季、冬季以偏干为主,秋季干湿交替频繁;(4)20世纪60—70年代,青南牧区南部、德令哈、天峻、祁连、乌兰等地偏干趋势明显,东部农业区偏湿趋势明显。80年代,柴达木盆地、东部农业区及治多、格尔木代管偏干趋势明显,青南牧区南部少数地区偏湿趋势明显。90年代,青南牧区中部及湟中、乐都、民和以偏湿为主,环青海湖地区、青南牧区东部及格尔木代管等地偏干趋势明显。21世纪以来,青海省大部暖湿化趋势明显。此外,柴达木盆地、东部农业区、青海湖南岸及黄河的源头植被覆盖(NDVI)指数增加明显,与青海省干湿变化的格局响应一致。 展开更多
关键词 湿润指数 干湿变化 植被 NDVI指数 青海高原
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高寒草原草地植被物候期及其与气象因子的关系模式 预览
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作者 刘鑫 李文辉 赵恒和 《中国农学通报》 2019年第22期117-122,共6页
为进一步探寻高寒地区草地植被物候期生长指标与气象因子间的最佳关系模型,基于2005-2015年的气象和牧草观测资料,采用曲线估计分析法探讨了高寒地区不同年际间草地植被物候期生长指标的变化特征及其与气象因子间的关系。结果表明,不同... 为进一步探寻高寒地区草地植被物候期生长指标与气象因子间的最佳关系模型,基于2005-2015年的气象和牧草观测资料,采用曲线估计分析法探讨了高寒地区不同年际间草地植被物候期生长指标的变化特征及其与气象因子间的关系。结果表明,不同年际间气温和降水量均无显著差异,草地植被物候期生长指标在不同年际间的表现规律不尽相同。其中,2005、2010年草地植被高度显著高于2015年,而植被盖度在不同年际间无显著差异;草地植被产量的变化趋势与植被高度一致。另外,2014年草地植被高度、盖度、产量的变异系数最大,分别为85%、55%和94%;而2015年变异系数最小,分别为48%、32%和64%。此外,不同年际间高寒草地植被物候期平均气温与高度无关,而与盖度和产量呈一次函数;年平均降水量与高度、盖度和产量间的最佳拟合模型均呈一次线性方程。由此可见,季节性降水量是驱动高海拔地区草地植被高度、盖度和产量的主导因子。 展开更多
关键词 高寒草地 植被物候 生长指标 气象因子 关系模式 差异
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锡林河流域植被叶面积指数时空变化特征及其对地形因子的响应 预览
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作者 段利民 李玮 +3 位作者 罗艳云 刘廷玺 Buren Scharaw 于长翔 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2019年第3期224-231,共8页
为了摸清欧亚大陆大草原重要的组成部分锡林河流域在外界环境和人类活动干扰下植被的时空变异规律及其与地形因子的响应关系,利用遥感影像数据及基于大气阻抗植被指数(ARVI)的统计模型,反演了1985—2015年4个典型代表年份的LAI,从长时... 为了摸清欧亚大陆大草原重要的组成部分锡林河流域在外界环境和人类活动干扰下植被的时空变异规律及其与地形因子的响应关系,利用遥感影像数据及基于大气阻抗植被指数(ARVI)的统计模型,反演了1985—2015年4个典型代表年份的LAI,从长时间尺度上分析了LAI的时空变化特征以及地形因子对其空间分布格局的影响。结果表明:近30 a,锡林河流域LAI总体呈上升趋势,多年平均值为0.8~1.5,从上游至下游逐渐降低。植被恢复状况空间差异明显,主要发展态势为恢复。LAI在0.78~0.82,0.82~0.86所占面积比例随着海拔、坡度的升高而降低,在东南方向上的面积占比大于其他方向;LAI在0.92~1.5,1.5~3.0所占面积比例随着海拔、坡度的升高而增大,在西、西南方向上的面积占比大于其他方向。高程对LAI的直接影响效应为0.438,远大于坡度和坡向对LAI的影响。本研究可为草原型流域陆面过程及生态水文研究提供理论基础和科学依据,对于天然生态系统的健康维持、退化生态系统的恢复重建等也具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 植被指数 地形因子 转移矩阵 趋势分析
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基于Sentinel-2数据的干旱区典型绿洲植被叶绿素含量估算
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作者 顾峰 丁建丽 +2 位作者 葛翔宇 高石宝 王敬哲 《干旱区研究》 CSCD 北大核心 2019年第4期924-934,共11页
以渭干河-库车河绿洲(渭-库绿洲)为研究区,采用在机器学习方面具有明显优势的随机森林回归算法,对绿洲内的4种典型植被(棉花、芦苇、杨树、大枣)叶片的叶绿素相对含量(soil and plant analyzer development,SPAD)考。进行估算和验证。... 以渭干河-库车河绿洲(渭-库绿洲)为研究区,采用在机器学习方面具有明显优势的随机森林回归算法,对绿洲内的4种典型植被(棉花、芦苇、杨树、大枣)叶片的叶绿素相对含量(soil and plant analyzer development,SPAD)考。进行估算和验证。首先基于"红边"处光谱信息丰富的哨兵2号(Sentinel-2)影像和由其衍生的一阶微分、二阶微分影像各提取23种对叶绿素敏感的宽波段光谱指数,加入3种影响植物生长的土壤参量(土壤含水量,土壤有机质,土壤电导率)作为影响叶片SPAD的特征变量,再根据以上特征变量对每种植被叶片各建立3种方案的SPAD估算模型,从而实现对绿洲内植被叶绿素的监测。结果表明:①影像经一阶微分再提取的植被指数相比原位光谱植被指数,在SPAD估测模型中起到了更重要的作用,在随机森林算法的重要性排序中位居前列;②4种植被叶片的SPAD估测模型都取得了不错的效果,芦苇叶片尤为显著,确定系数(R~2)达到了0.926;③分析对比3种方案下模型预测能力,方案3(包含土壤参量)的预测能力卓越〔2.143<相对百分比偏差(RPD)<2.692〕,其预测能力排序为:方案3>方案1>方案2,土壤属性和模型预测结果有较强的非线性相关。Sentinel-2数据具有理想的估算绿洲植被叶绿素含量的潜力,提供了一种高效、低成本、潜在高精度的方案来估算叶绿素含量,可为干旱区绿洲农业、生态系统实现更有效的保护和管理提供参考。 展开更多
关键词 绿洲 Sentinel-2数据 SPAD 叶绿素 植被指数 随机森林 新疆
伊犁绢蒿荒漠草地植物光谱特征 预览
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作者 武红旗 范燕敏 +1 位作者 靳瑰丽 夏小伟 《草业科学》 CAS CSCD 2019年第7期1765-1773,共9页
不同地区荒漠草地群落组成差异较大,如何将这种差异提取出来进而能够快速、高效的识别物种和区分群落值得研究。本研究利用便携式地物光谱仪对伊犁绢蒿(Seriphidium transiliense)+叉毛蓬(Petrosimonia sibirica)[W群落]和伊犁绢蒿+木地... 不同地区荒漠草地群落组成差异较大,如何将这种差异提取出来进而能够快速、高效的识别物种和区分群落值得研究。本研究利用便携式地物光谱仪对伊犁绢蒿(Seriphidium transiliense)+叉毛蓬(Petrosimonia sibirica)[W群落]和伊犁绢蒿+木地肤(Kochia prostrata)[S群落]两个群落进行光谱采集,分别测定群落及主要植物的反射光谱,通过分析植物光谱特征及归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)和比值植被指数(ratiovegetation index,RVI),探讨利用光谱特征和植被指数进行植被分类的可行性。结果表明,在两个时期,不同植物的绿光反射特征和红光吸收深度差异较大。伊犁绢蒿与涩芥(Malcolmia maritima)、角果藜(Ceratocarpus arenarius)的NDVI接近。受植被季相的影响,物种与群落的RVI在5月差异明显,在9月受土壤背景的影响较大,致使物种和群落之间的RVI差异不明显,无法明确区分物种和群落。因此对于不同物种组成的伊犁绢蒿荒漠草地,可在5月牧草返青期利用RVI分类。 展开更多
关键词 伊犁绢蒿 群落 荒漠草地 光谱反射率 植被指数
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基于RGB植被指数的大田油菜图像分割定量评价 预览
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作者 吴兰兰 熊利荣 彭辉 《华中农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期109-113,共5页
以自然光下大田油菜幼苗图像为研究对象,运用超红指数ExR、超绿指数ExG、超绿超红差分指数ExGR、归一化植被指数NDI、植被提取颜色指数CIVE、植被指数组合COM等6种常用植被指数和阈值算法分割具有阴影区域的大田油菜图像,同时试验中引... 以自然光下大田油菜幼苗图像为研究对象,运用超红指数ExR、超绿指数ExG、超绿超红差分指数ExGR、归一化植被指数NDI、植被提取颜色指数CIVE、植被指数组合COM等6种常用植被指数和阈值算法分割具有阴影区域的大田油菜图像,同时试验中引入定量评价标准客观评价常用RGB空间植被指数的分割效果。结果表明:定性分析中COM指数优于其他5种植被指数,能够减少阴影带来的分割影响,并在局部叶片分割试验中保留完整叶片轮廓;定量分析中COM指数提供最佳分割精度、灵敏度和特指度分别为94.1%、97.2%、90.9%,其相应标准差为1.1、1.3和0.06。 展开更多
关键词 图像分割 油菜 植被指数 阴影区域 自然光照
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基于RED-NIR的主动光源叶绿素含量检测装置设计与试验 预览
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作者 孙红 邢子正 +3 位作者 张智勇 龙耀威 李民赞 ZHANG Qin 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第B07期175-181,296共8页
为了无损和高效地检测作物叶绿素含量,设计了一种采用主动光源的双波长便携式叶绿素含量检测装置,获取作物在红色范围660nm附近的光谱深吸收和近红外850nm附近的光谱强反射特征。采集作物叶片的反射光信号,经转换、调制和放大后,利用灰... 为了无损和高效地检测作物叶绿素含量,设计了一种采用主动光源的双波长便携式叶绿素含量检测装置,获取作物在红色范围660nm附近的光谱深吸收和近红外850nm附近的光谱强反射特征。采集作物叶片的反射光信号,经转换、调制和放大后,利用灰度标准板拟合反射率,660nm和850nm拟合的校正模型R2分别为0.993、0.979。光源稳定性与抗干扰性测试结果显示,660nm和850nm光源的稳定性均方差分别为0.0079和0.0044,误差率分别为2.378%和1.223%;抗干扰性的均方差分别为0.0099和0.0187,误差率分别为2.000%和4.360%。通过叶绿素浸提溶液配比,设计了叶绿素梯度与双波长反射率的相关性试验,结果显示,660nm和850nm与叶绿素浓度相关系数分别为-0.919和0.272。660nm附近叶绿素对光谱有深吸收的特征,将其作为主要测试波长;850nm附近是叶片结构和以环境光学响应为主,反射光与叶绿素相关性不强,将其作为检测的参比波长。以田间玉米苗期植株为试验对象,利用双波长采集作物反射率,计算归一化植被指数(NDVI)、差值植被指数(DVI)、比值植被指数(RVI)和土壤调整型植被指数(SAVI),其与SPAD仪器测量值的相关系数r分别为0.892、0.846、0.867、0.883。基于NDVI、DVI、RVI和SAVI建立SPAD多元线性回归模型,其决定系数R2为0.831。利用该装置提供的模型嵌入功能导入诊断模型可直接输出叶绿素诊断结果,为作物叶绿素含量快速检测提供支持。 展开更多
关键词 叶绿素含量 光学检测 主动光源 植被指数 光谱分析
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不同干旱条件下夏玉米全生育期冠层吸收光合有效辐射比的高光谱遥感反演
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作者 刘二华 周广胜 周莉 《应用生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期2021-2029,共9页
冠层吸收光合有效辐射比(fAPAR)是植被生产力遥感模型的重要参数.但关于不同干旱条件下作物全生育期的fAPAR遥感反演研究仍未见报道.本研究利用2015年夏玉米5个灌水处理模拟试验的高光谱反射率和fAPAR观测资料,分析了不同干旱条件下夏... 冠层吸收光合有效辐射比(fAPAR)是植被生产力遥感模型的重要参数.但关于不同干旱条件下作物全生育期的fAPAR遥感反演研究仍未见报道.本研究利用2015年夏玉米5个灌水处理模拟试验的高光谱反射率和fAPAR观测资料,分析了不同干旱条件下夏玉米关键生育期fAPAR和高光谱反射率变化特征,探讨了fAPAR与反射率、一阶导数光谱反射率和植被指数的关系.结果表明:轻度水分胁迫和充分供水条件下,fAPAR较高;重度水分胁迫和重度持续干旱条件下,fAPAR较低.冠层可见光、近红外光和短波红外光区的反射率与fAPAR分别呈负相关、正相关和负相关关系.fAPAR与可见光和短波红外光区的383、680和1980 nm附近的反射率的相关性最强,相关系数均达-0.87.一阶导数光谱反射率与fAPAR相关性强且稳定的波段为580、720和1546 nm,相关系数分别为-0.91、0.89和0.88. 9个常用植被指数与fAPAR呈线性或对数关系,其中,增强型植被指数、复归一化植被指数、土壤调节植被指数和修正的土壤调节植被指数与fAPAR的关系模型最好,决定系数(R~2)均在0.88以上,平均相对误差分别为16.6%、16.6%、16.7%和16.2%;基于一阶导数光谱反射率与fAPAR的对数关系在(720±5) nm波段处的模拟效果较好,R~2达0.86;直接选择反射率数据估算fAPAR的效果较差,R~2最高为0.81.研究结果可为fAPAR的准确反演及评估作物干旱状况提供支撑. 展开更多
关键词 夏玉米 干旱 高光谱 吸收光合有效辐射比 反射率 一阶导数 植被指数 模型
鄂尔多斯浩勒报吉水源地开采地下水的环境影响分析 预览
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作者 王旭升 尹立河 +2 位作者 方坤 张俊 王晓勇 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期5-12,共8页
干旱半干旱区的地下水开发利用容易对原本脆弱的生态环境造成不利影响。内蒙古鄂尔多斯市浩勒报吉水源地属于半干旱区的地下水水源地。2009—2014年间,该水源地为满足工业供水需求开采地下水6.0×104~7.3×104m3/d,产生了负面... 干旱半干旱区的地下水开发利用容易对原本脆弱的生态环境造成不利影响。内蒙古鄂尔多斯市浩勒报吉水源地属于半干旱区的地下水水源地。2009—2014年间,该水源地为满足工业供水需求开采地下水6.0×104~7.3×104m3/d,产生了负面的生态环境后果。为核查环境变化与地下水开采的确切关系,调查分析了2004—2016年气象条件、地下水开采历程、地下水位、湖泊面积和植被指数的变化特征,建立定量指标进行了地下水开采的环境影响判别。结果表明,在2008—2014年期间,距开采区中心10 km范围的地下水位普遍下降1 m以上,奎生淖和敖各窖淖2个湖泊的面积萎缩约30%,水源地的植被指数对气候条件变化的敏感性增强。该水源地以往论证得到的可开采量偏大,应考虑生态环境约束将开采规模控制在3×104m3/d以下。 展开更多
关键词 地下水开采 湖泊 植被指数 生态需水量 鄂尔多斯
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