收藏本站
188bet官方网址
《长沙理工大学》 2018年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于GF-1和ETM+影像的路域植被叶面积指数反演对比研究

朱善宽  
【摘要】:叶面积指数(Leaf Area Index,LAI)是描述植被结构的一个重要参数,它与植被的许多生态过程如蒸腾作用、光合作用、呼吸作用直接相关,它能够很好的描述植被叶片数量的变化、冠层结构的变化、植物生命力以及环境状况的变化,它也可以作为基础参数构建生态系统中的许多生物模型和物理模型。遥感技术的快速发展,使大面积获取LAI成为了可能。高分系列卫星是我国自主研发的对地观测系统,首次实现了高分辨率对地观测。为探讨国产GF-1影像在路域植被叶面积指数(LAI)监测中的适应性,本文选择湖南省境内的醴潭高速路域为研究对象,结合野外实测的同步LAI数据,与同时同区域的Landsat ETM+影像数据从影像光谱响应函数、原始波段相关性、反演模型预测精度以及LAI空间分布一致性等方面进行对比与分析,主要研究工作及其成果如下:(1)从影像光谱响应函数和影像原始波段进行比较。通过对GF-1影像和Landsat ETM+影像的波谱响应能力进行对比发现,GF-1和LandsatETM+影像在可见光波段(蓝、绿、红)和近红外波段处有相近的波谱响应能力。通过SPSS22.0对GF-1影像和Landsat ETM+影像的波段反射率进行线性回归分析,结果表明其波段反射率存在明显的相关性。这说明GF-1影像可以进行植被作物长势的监测,用于路域LAI的反演。(2)提取影像单波段和RVI、DVI、NDVI、TVI、SAVI、MSAVI6个植被指数构建LAI经验回归反演模型,对比分析GF-1和LandsatETM+影像反演LAI的结果。通过SPSS22.0对遥感因子与实测LAI进行相关分析,数据表明影像单波段与实测LAI的相关性相对较低,而经过波段组后得到的植被指数与实测LAI之间的相关性较显著。考虑各模型判定系数R2和RMSE,选出LAI最佳的反演模型。GF-I影像LAI反演的最优模型为TVI的指数模型,R2为0.639,RMSE为0.665。Landsat ETM+影像LAI反演的最优模型为NDVI的多项式,R2为0.600,RMSE为0.738。GF-1影像LAI反演精度略高与Landsat ETM+影像,2种影像数据反演的LAI与实测的LAI呈现出较为一致的线性关系。(3)在经验模型反演LAI的基础上,引入了极限学习机(ELM)反演LAI。反演结果发现基于ELM方法反演的LAI与实测LAI吻合程度较好。基于GF-1影像和ELM方法反演的LAI均方根误差RMSE为0.495,精度EA为86.37%。基于Landsat ETM+影像和ELM方法反演的LAI均方根误差RMSE为0.509,精度EA为85.54%。基于ELM方法反演的LAI精度明显高于经验模型的反演精度,这说明了机器学习方法相比经验模型具有预测优势。(4)通过对比分析醴潭高速路域植被LAI反演的空间分布图,得出基于GF-1影像反演的LAI与Landsat ETM+影像反演的LAI具有一致的分布,但也有差异。Landsat ETM+影像30 m的较低分辨率在像元尺度上是对地表信息进行的综合概括,有较多的混合像元出现,从而使LAI在两极区间的分布向中间区间迁移。而GF-1遥感数据16 m的较高分辨率是对地表细部信息的描述,混合像元出现的概率明显降低,反演结果与实地调查较一致。因而较高的像元纯度在路域植被LAI反演上更具有优势。
【学位授予单位】:长沙理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TP79;Q948

【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴双丽;邓巍;吴桂芳;;精准施药中叶面积指数探测研究[J];农机化研究;2017年07期
2 武威;孙启洵;周平;李瑞;陈雯;刘涛;;稻麦叶面积指数估算系统设计[J];中国农机化学报;2017年09期
3 翟羽娟;张艳红;刘兆礼;刘宝江;;基于主成分分析的植被指数与叶面积指数相关性研究[J];测绘与空间地理信息;2015年09期
4 张红卫;陈怀亮;;冬小麦叶面积指数动态变化的监测方法及其应用[J];灌溉排水学报;2014年02期
5 翟书华;王斌;苏源;岑晓江;张飞梦;;波叶海菜花不同居群叶面积指数的变化及分析[J];北方园艺;2014年09期
6 麻雪艳;周广胜;;春玉米最大叶面积指数的确定方法及其应用[J];生态学报;2013年08期
7 吴婧;;关于茶树叶面积指数和叶面积覆盖指数的探讨[J];茶叶科学;2012年06期
8 陆秀明;黄庆;孙雪晨;张铁民;刘怀珍;钟旭华;李惠芬;黄农荣;田卡;;图像处理技术估测水稻叶面积指数的研究[J];中国农学通报;2011年03期
9 白莎;池宝亮;黄学芳;樊文华;樊修武;;玉米栽培因子与叶面积指数模型研究初探[J];干旱地区农业研究;2010年02期
10 赵丽芳;谭炳香;杨华;李增元;;高光谱遥感森林叶面积指数估测研究现状[J];世界林业研究;2007年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陈雪洋;蒙继华;吴炳方;朱建军;纽立明;杜鑫;;基于环境星高光谱数据红边参数的冬小麦叶面积指数反演[A];遥感定量反演算法研讨会摘要集[C];2010年
2 刘倩;;2000-2010年三江源地区MODIS叶面积指数及FPAR产品验证分析[A];遥感定量反演算法研讨会摘要集[C];2010年
3 孙永华;宫辉力;李小娟;浦瑞良;周德民;;基于高光谱的三江平原湿地叶面积指数反演研究[A];遥感定量反演算法研讨会摘要集[C];2010年
4 万华龙;刘连涛;张永江;李存东;孙红春;;去果枝对棉花冠层结构和产量分布的影响[A];2017年中国作物学会学术年会摘要集[C];2017年
5 夏帆;;基于MODIS数据的长江流域生态环境质量评价[A];第十五届全国遥感技术学术交流会论文摘要集[C];2005年
6 兰安军;蒋幸萤;易兴松;;基于遥感参数反演的山地城市植被对大气污染响应研究——以贵阳市为例[A];2017中国环境科学学会科学与技术年会论文集(第一卷)[C];2017年
7 姜志伟;陈仲新;任建强;;基于ACRM辐射传输模型的植被叶面积指数遥感反演[A];2010年中国农业资源与区划学会学术年会论文集[C];2010年
8 袁媛;瑚波;武兴厚;赵婷;;夏玉米植被指数与叶面积指数的关系研究[A];第33届中国气象学会年会 S14 提升气象科技创新能力,保障农业丰产增效[C];2016年
9 赵春江;黄文江;王纪华;杨敏华;;不同品种、肥水条件下冬小麦光谱红边参数研究[A];成像光谱技术与应用研讨会论文集[C];2002年
10 潘寅辉;虞敏之;胡建军;黄树荣;盛方清;;四季竹叶面积指数与竹笋产量关系的研究[A];第三届浙江中西部科技论坛论文集(第三卷 林业分卷)[C];2006年
中国重要报纸全文数据库 前5条
1 李梅;蔬菜变化密植可增产[N];瓜果蔬菜报.农业信息周刊;2005年
2 石家庄市农科院 王忠义 赵敬霞;谈谈标杂棉的整枝和化控[N];河北科技报;2003年
3 ;玉米持续增产的六项措施[N];山西科技报;2005年
4 记者 段昊书 通讯员 程路 曹云;今夏全国森林长势为近5年最差[N];中国气象报;2015年
5 围场满族蒙古族自治县农牧局 梁宏宇;蔬菜变化密植增产技术[N];河北科技报;2016年
中国博士188bet全文数据库 前10条
1 宋佳音;利用半球图像反演森林冠层叶面积指数的方法研究[D];东北林业大学;2017年
2 蔡庆空;基于小波变换的冬小麦叶面积指数与叶绿素含量遥感反演[D];中国矿业大学(北京);2015年
3 王强;基于多角度混合模型的长白山地区针叶林区叶面积指数反演[D];东北林业大学;2009年
4 柏军华;棉田管理信息的遥感提取研究[D];中国农业科学院;2009年
5 邵方丽;冀北山地典型森林植被与土壤成分的空间异质性关系研究[D];北京林业大学;2012年
6 谢巧云;考虑红边特性的多平台遥感数据叶面积指数反演方法研究[D];中国科学院大学(中国科学院遥感与数字地球研究所);2017年
7 骆社周;激光雷达遥感森林叶面积指数提取方法研究与应用[D];中国地质大学(北京);2012年
8 夏繁茂;节约型园林植物的应用与优化研究[D];南京林业大学;2012年
9 刁明;温室甜椒生长发育模拟模型的研究[D];南京农业大学;2008年
10 胡琦;内蒙古地区多时间尺度气候变化及草地叶面积动态响应研究[D];中国农业大学;2016年
中国硕士188bet全文数据库 前10条
1 朱善宽;基于GF-1和ETM+影像的路域植被叶面积指数反演对比研究[D];长沙理工大学;2018年
2 程康平;基于吸收峰特征的叶面积指数反演研究[D];杭州电子科技大学;2018年
3 贾洁琼;基于GF-2卫星夏玉米不同生育期叶面积指数反演方法研究[D];西北大学;2018年
4 王永杰;福州市城市公园绿地主要树种叶面积指数特征及影响因子研究[D];福建农林大学;2018年
5 郭嵩;基于普莱亚影像纹理信息对川西南山地阔叶林有效叶面积指数的研究[D];四川农业大学;2017年
6 朱迪恩;基于地面调查和遥感数据的竹林叶面积指数定量反演研究[D];浙江农林大学;2018年
7 谢龙飞;黑龙江省人工长白落叶松叶面积大小及其垂直分布的研究[D];东北林业大学;2018年
8 郭仲伟;森林病虫害对植被特征参数与叶面积指数相关性的影响[D];中国科学院大学(中国科学院遥感与数字地球研究所);2018年
9 黄海明;基于环境一号卫星数据的叶面积指数遥感反演研究[D];福州大学;2017年
10 吴项乾;基于无人机激光雷达的银杏人工林有效叶面积指数及郁闭度估测研究[D];南京林业大学;2018年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026