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《基于modisndvi数据的东北森林物候期监测》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、28卷第4期资 源 科 学Vol.28,No.42006年7月RESOURCESSCIENCEJul.,2006文章编号:1007-7588(2006)04-0111-07基于MODISNDVI数据的东北森林物候期监测于信芳,庄大方(中国科学院地理科学与资源研究所,北京 100101) 摘 要:物候是指示气候与自然环境变化的重要指标。遥感技术的发展为物候监测和研究提供了新的手段。本文研究对象是中国东北森林,森林分布范围由LandsatTM影像解译得到的2000年土地利用数据确定。遥感数据源是2003年500m空间分辨率的MO
2、DISNDVI8天合成时间序列数据。通过分析东北主要森林树种的NDVI时间序列特征,表明不同树种的同一遥感参数时间序列基本形状近似,在关键物候期和变化振幅上存在差异,这为根据遥感参数时间序列曲线监测森林物候期奠定了理论基础。将MODISNDVI8天合成时间序列数据应用时间序列谐波分析法(HANTS)重构成每天的NDVI时间序列数据影像。基于每天的NDVI时间序列数据,研究采用动态阈值法获取了东北森林物候期及其空间分布格局。研究表明东北大部分地区树木在第100天～150天开始生长,到第260天～290天逐渐停止生长,生长季长度集
3、中在140天～180天。通过与部分物候观测数据的比较验证,表明基于MODISNDVI数据获取的树木生长始末日期与调查资料具有可比性,获取的森林物候期具有一定的可靠性。 关键词:MODIS;NDVI;森林物候;分布格局;中国东北1 引言[7][8,9][10]法、曲线拟合法和经验回归方程法等。这物候现象是指受环境(气候、水文、土壤条件)影些方法中,或者受当地研究区经验常数的限制,区域响而出现的以年为周期的自然现象,包括植物的发空间扩展应用困难;或者虽然一些方法不受区域范芽、展叶、开花、叶变色、落叶等现象。物候研究的目围的限制,
4、能够获取区域尺度甚至全球尺度的物候的是认识自然季节现象变化的规律,以服务于农业[1]格局,但是对特定生态系统的物候格局分析不够。生产、全球变化、生态学应用等。森林物候现象的本研究的目的是在综合分析已有方法的基础上,结发生日期和生长季的长度是描述森林对生态环境变合中国东北森林类型的分布特点,采用动态阈值法化响应的重要指标,是全球气候变化研究和森林生获取中国东北地区森林物候期并进行分析。态系统分析和管理的重要方面。森林物候信息可以通过野外定点观测直接获得[2],也可由所建立的各2 研究区[3]本文以中国东北地区作为研究区,行政辖区
5、上树种的物候期预报模型推算得到。遥感技术的发包括黑龙江、吉林、辽宁三省,以及内蒙古自治区的展为物候监测和研究提供了新的手段。呼伦贝尔盟、兴安盟、通辽市和赤峰市。研究对象是星载多光谱传感器的重复观测为群落尺度和区中国东北地区的森林植被。森林植被范围来源于域尺度的植被物候研究提供了条件。遥感数据生成LandsatTM影像解译得到的2000年土地利用数据的的归一化植被指数NDVI(TheNormalizedDifference林地部分(图1)。东北林区主要森林类型包括以落VegetationIndex)能够相当精确地反映植被绿度、光
6、叶松、红松、樟子松、云杉、冷杉等为主的针叶林和以合作用强度,反映植被代谢强度及其季节和年际变白桦、岳桦、蒙古栎、山杨等为主的阔叶林。由于东化,可用于植被的监测、分类和物候分析。最近发展北地区针叶林和阔叶林、落叶树种和常绿树种皆有的利用时间序列NDVI数据监测植被绿叶期、落叶分布,森林植被的季节特征明显,是区域森林物候格期(生长季节开始、结束)的方法包括:NDVI阈值[4,5][6]局研究的理想区域。法、后向移动平均法、最大上升速率判断方收稿日期:2006-01-08;修订日期:2006-04-20基金项目:国家自然科学基金(编
7、号:40571130)。作者简介:于信芳(1978～),女,安徽太和县人,博士,主要从事植被遥感和地理信息系统应用研究。E2mail:yuxf@igsnrr.ac.cn112资 源 科 学28卷第4期兴趣区,统计感兴趣区内像元NDVI值的平均值,得到各优势树种参数的平均时间序列曲线及其标准差时间序列曲线。图2为东北主要优势树种的MODISNDVI时间序列曲线特征。NDVI时间序列曲线图中:横坐标是8天合成周期,纵坐标为NDVI值,坐标轴中的NDVI值是图像像元的DN值(NDVIimage),由实际像元的NDVI值(NDVIac
8、tual)转换得到。转换目的是将数据类型由浮点型转为无符号的二进制型,以减小文件大小,利于图像操作运算。转换公式如下:NDVIimage=NDVIactual×100+100 从图2(a)可以看出NDVI时间序列曲线呈“钟”型,即两端低、中间高。在第15个8天(8天合成周图
