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半干旱地区天然草地叶面积指数的遥感反演

张娜  
【摘要】:根据半干旱地区天然草地植被和地表状况的特殊性,本研究在有效融合多个植被辐射传输模型与几何光学模型的基础上,通过适当的改进,建立了一个适用于半干旱地区天然草地的多波段反射率遥感模型。为了更好地链接遥感信息与陆地植物,以促进区域和全球气候变化研究,该模型引入了一个虽简单但却很重要的几何相似性参数,用以描述植株冠层的几何形状对叶/枝角分布、阴影地面比例、冠层和地面各光学分量、冠层反射率和总反射率的影响。模型模拟的反射率值与内蒙古锡林河流域3个不同退化程度羊草草地的实测值较为吻合;而且退化程度越轻的草地,模拟效果也越好。将Powell迭代最优化方法融入此综合反射率遥感模型,建立区域叶面积指数(LAI)的遥感反演模型。利用2002年8天合成的MODIS图像前7个波段的反射率值作为观测值,反演获得生长季锡林河流域及其西部地区每8天的LAI值。对反演的LAI时空变化的分析表明,该反演模型对于研究区不同覆盖度的草地(约占85.4%)、耕地、滩地和沼泽地的反演效果较为理想,但不适用于林地、沙地、盐碱地、裸土地和裸岩石砾地(约占10.3%)。对于草地、耕地、滩地和沼泽地,在整个生长季,平均LAI均呈现出非常一致的温带植被的季节变化规律;而且这些土地利用类型LAI之间的对比关系也与一般结论相符。各月的平均LAI均呈明显的空间正相关分布;东部比西部的LAI大,西南部和中北部的LAI均较小。7月的LAI模拟值平均为1.133±0.666m2/m2,集中于0.0~2.0m2/m2(92.9%)。

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