基于优化光谱指数的草地生物量估算

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1、分类号０１４９学校代码１０１２９ＵＤＣ５８１．５学号２０１２２０４００２成養名落聲尖學硕±学位论文基于优化光谱指数的草地生物量估算Ｅｓｔｉｍａｔｉｎｇｒａｓｓｌａｎｄｂｉｏｍａｓｓｂａｓｅｄｏｎｏｐｔｉｍｉｚｅｄｓｐｅｃｔｒａｌｉｎｄｉｃｅｓｇ１申请人：安海波学科口类：理学学科专业：生态学研究方向：草地生态学指导教师：赵萌莉教授李斐教授－论文提交日期：二〇五年六月内蒙古农业大学研究生学位论文独创声巧本人申明所呈交的学位论文是我本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中待

2、别加掠注和致谢的地方外，论文中不包括其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包括为获得我校或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料一，与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。申请学位论文与资料若有不实之处一，本人承担切相关责任。论文作者签名：．日期：窄朵夺—＞夸￡，〇一内蒙古农业大学研究生学位论文版权使用授权书本人完全了解内蒙古农业大学有关保护知识产权的规定，即：研究生在攻读学位期间论文工作的知识产权单位属内蒙古农业大学。本人保证毕业离校后，发表论文或使用论文工作成果时署名单位为内蒙古农业大学，且导

3、师为通讯作者，通巧作者单位亦署名为内蒙古农业大学。学校有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子文档，允许论文被查阅和借阅。学校可公布学位论文的全部或部分內容。（保密内容除外），采用影印、缩印或其他手段保存论文论文作者签名：库伞辛指导教师签名：皆厮叫！曰期：＞，真呵摘要３－２０遥感技术的发展为草地快速、无损的动态监测提供可能，本文通过对２０１１４０年内蒙古天然草地和人工草地生物量及其冠层光谱数据分析，通过概念模型和从３５一ｎｍ－１１５０ｎｍ所有可能两两波段组合的归化算法和简单比值算法进行波段选择，从而提取对生物量变化敏

4、感的波段组合，通过线性和非线性回归分析进行生物量估算模型的建立，探讨不同优化算法计算的光谱指数在估算草地生物量时的鲁棒性。结果表明；（１）相比现有常用估算草地生物量的植被指数，优化光谱指数盈著提高了生物量的预测能力，不存在现有基于红光位置植被指数存在的饱和性问题，并且优化光谱指数的波段组合随着草地类型和牧草品种的不同而不同、红光、，其波段组合包括蓝光红边位置和近红外位置。现有植被指数与草地生物量的相关性随着草地类型和生长时２＝期的变化而变化－）（Ｒ化００化７７，优化光谱指数克服了基于红光的光谱指数在高生物量条件下的饱和问题。（２）包含绿光和红边位

5、置的优化光谱指数ＣＩ（Ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌｉｎｄｅｘ）、包含蓝光和红边位畳的优化光谱指数ＮＤＳＩ（Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄｄｉｆｅｒｅｎｃｅｓｐｅｃｔｒａｌｉｎｄｅｘ）和蓝光和红边ｔ）位置简单比值植被指数民ＳＩ（Ｓｉｍｌｅｓｐｅｃｒａｌｉｎｄｅｘ相比现有植被指数都表现出与生ｐ２＝－＋物量较好的相关性－（／（Ｒ（Ｒ０．：３６０．８０），其中波段组合为Ｒ６９６Ｒ６５２）Ｒ？９６６５２）２＝且其建的ＮＤＳＩ相比ＣＩ和艮別与所有生物量表现出较高的相关性决定系数民０．７９，２＝＝立模型的预测值与实测值之间的关系相比ＣＩ（Ｒ化７６９５４，均方根误差

6、ＲＭＳＥ，２＝＝＝＝平均相对误差ＲＥ５２．０％）和ＲＳＩ（Ｒ０．８０，ＲＭＳＥ９２６，ＲＥ３５．８％）具有最小２的偏差＝＝＝二次回归方（Ｒ０．７７ＲＭ化八６ＲＥ３７．１％），，，故选取其建立的非线性２＝程ｙ２３２８８．０Ｘ＋１６１１６．０Ｘ＋４２２．２为估算本实验生物量的最优生物量模型。（３）ＮＤＳＩ更适合不同草地类型、不同生长时期、不同冠层盖度等复杂环境草地生物量的估算，，它提髙了光谱指数与生物量之间的相关性对生物量变化更敏感，不存在饱和问题，所建模型能够用于估算复杂环境下的草地生物量，这不仅为本试验区根据遥感估

7、算草地生物量提供了准确的生物量估算模型，也为遥感植被指数的理论研究提供了更深入的理论基础。关键字：草地；波段优化；高光谱；生物量ＥｓｔｉｍａｔｉｎｇＧｒａｓｓｌａｎｄＢｉｏｍａｓｓＢａｓｅｄｏｎＯｔｉｍｉｚｅｄＳｅｃ化ａｌＩｎｄｉｃｅｓｐｐＡｂｓｔｒａｃｔ民ｅｃｅｎｔｌｙ，ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｈｙｐｅｒｓｐｅｃｔｒａｌｒｅｎｉｏ１：ｅｓｅ打ｓｉ打ｇｐｒｏｖｉｄｅｓｔｈｅｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙｉｎｔ