基于MODIS叶面积指数的遥感物候产品反演方法.pdf

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1、第28卷2012年第19期10月农业工程学报Vbl．28No．19TransactionsoftlleChineseSociet)rofAgriculturalEngineering0ct．2012103基于MODIS叶面积指数的遥感物候产品反演方法夏传福1’2，李静1※，柳钦火1。(1．国家遥感科学重点实验室，中国科学院遥感应用研究所，北京100101：2．中国科学院研究生院，北京100049)摘要：物候信息是研究植被与气候、环境间关系的重要资料。近年来，遥感技术为物候研究提供了新的手段，物候遥感监测数据已经被广泛应

2、用于植物物候监测、时空变化及其变化响应的研究。然而，有限的遥感物候产品已经限制了遥感物候监测的应用和发展。在总结已有遥感物候监测方法和遥感物候产品的基础上，该文提出一种更具普适性，相对稳定、可靠的遥感物候产品反演生产方法。以2007年中国区域为例，利用地面物候观测数据对结果验证，平均绝对误差为一20．6～15．3d，均方根误差达4．0～33．5，二者的相关系数达0．404～0．887，生长周期数反演准确率达到90．12％，该文算法反演成功率达99．93％，较MODISMLCD产品83．06％的成功率提高了16．87％。

3、关键词：遥感，物候，植被，叶面积指数(LAI)doi：10．3969a．issn．1002—6819．2012．19．014中图分类号：TP79；Q948．1文献标志码：A文章编号：1002—6819(2012)一19一0000一07夏传福，李静，柳钦火．基于MODIS叶面积指数的遥感物候产品反演方法[J]．农业工程学报，2012，28(19)：103—109．xiaChuanm，LiJing，LiuQinhuo．Vbgetationphenologymonitoringmemodusingtime-seriesMOD

4、ISLAIdata[J]TraIlsactionsoftheChineseSocie够ofAgriculnlralEnginee曲g(TransactionsoftheCSAE)，2012，28(19)：103—109．(inChinesewithEnglishabstmct)0引言物候学是研究植物(包括农作物)、动物与环境条件(气候、水文、土壤)的周期性变化问相互关系的科学【l】。植物物候变化反映了植被对环境(气候、水文、土壤条件和人文等因子年内和年际变化的响应。因此，植物物候现象是环境条件季节和年际变化最直观、最敏

5、感的综合指示器，是研究植被与气候、环境变化间关系的重要资料[2】。近30a来，由于遥感观测具有覆盖范围广、连续性强的特点，因此遥感技术成为物候研究的新手段i3J。遥感物候监测数据已经被广泛应用于气候变化响应降61、生物量变化监测m】、农业生产管型9Ⅲ】、植被覆盖变化监测112。14】等不同领域的研究。但是，目前国内外的遥感物候产品非常有限，实现业务化生产只有MLCD(MODISgloballandcover收稿日期：2012-03．09修订日期：2012一06一08基金项目：国家自然科学基金青年基金项目(编号：4080

6、1143)；国家高技术研究发展计划(“863”计划)项目(编号：2009AAl22102)；国家自然科学基金重点基金项目(编号：40730525)作者简介：夏传福(1983一)，男，山东威海人，博士生。主要研究方向为植被定量遥感。北京中国科学院遥感应用研究所，100lOl。Email：xiachu孤砒897@163．com※通信作者：李静(1978一)，女，黑龙江齐齐哈尔人，副研究员，主要研究方向为植被定量遥感。北京中国科学院遥感应用研究所，100101。Email：lUing_cllIl@h咖amomdyIl锄ics

7、product)、NACP(thenomlAmericancarbonpro铲am)和USGS(unitedstatesge0109icalsurvey)3种遥感物候产品。其中，MLCD物候产品可以覆盖全球范围【15J，而NACP和uSGS物候产品只覆盖美国本土区域。MLCD物候产品因其可以覆盖全球，是目前使用较广泛的一种物候产品。MLCD产品的空间分辨率为500m，它是基于MODISBI①F产品计算的EVI数据，利用分段式Lo西stic函数拟合法反演生产的【l6I。该产品提供数据集信息包括：关键物候期(生长期、成熟期

8、、衰老期和休眠期)对应日期、生长期和成熟期对应的EVI数值、生长季内EVI累积值以及产品质量控制符等。不过，实际应用中发现，MLCD物候产品仍然存在很多问题。1)产品在某些区域不适用。一些学者【l7J研究发现，当地表NDVI值接近于裸地阈值时，MLCD产品采用的Logistic函数拟合法并不适用。这种情况通常出现在植被覆盖度很低的