水稻生长模型参数的敏感性及其对产量遥感估测的不确定性.pdf

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1、第28卷第19期农业工程学报2012年10月TransactionsoftheChineseSocietyofA伊icultumlEngineering、，01．28No．19Oct．2012119水稻生长模型参数的敏感性及其对产量遥感估测的不确定性黄敬峰1，一，陈拉1，一，王秀珍4，5※。(1．浙江大学农业遥感与信息技术应用研究所，杭州310058：2．教育部污染环境修复与生态健康重点实验室，杭州310058；3．浙江省农业遥感与信息技术重点实验室，杭州310058；4．杭州师范大学遥感与地球科学研

2、究院，杭卅I311121；5．浙江省城市湿地与区域变化研究重点实验室，杭州311121)摘要：采用全局敏感性分析方法探讨水稻生长模型与遥感数据耦合估产的不确定性问题。以实测数据为基准数据，当0RYzA2000模型的17个输入变量模拟导入可能误差时，模型的地上生物量(wAGT)、叶面积指数(LAI)、籽粒质量(wSO)和叶片氮含量(NFL、，)等模拟输出结果显示较大的不确定性，LAI最大变幅超过20％，最终籽粒产量最大变幅超过10％。引起模型输出结果不确定性的输入变量中，水稻播种期的影响最大；模型的驱动

3、变量温度和日照时数的误差对成熟期的产量影响较大；水稻干物质地上叶片质量分数(F【vTB)对所有关于叶片和籽粒生物量的输出结果都有较大的影响，因此，当利用生长模型和遥感数据进行耦合时，水稻播种期、模型的驱动变量如温度、日照时数、FLvTB等数据精度对估产结果有很大影响。比较LAI、NFL、，单独或LAI+NFn，同时耦合ORYZA2000模拟中，LAI+NFn，的敏感性指数最高，其次是LAI，NFLv最差。模型耦合估测WSO、WAGT时，水稻移栽后70～80d左右的遥感影像数据是最重要的，必须获得，此期

4、前后20～30d的2次数据也比较重要，而幼苗期和成熟期的遥感数据耦合生长模型对产量和生物量的估测意义不大。关键词：遥感，敏感性分析，不确定性分析，生长，模型，水稻，估产doi：10．3969／j．issn．1002—6819．2012．19．016中图分类号：S11文献标志码：A文章编号：1002—6819(2012)一19—0119—1l黄敬峰，陈拉，王秀珍．水稻生长模型参数的敏感性及其对产量遥感估测的不确定性[J】．农业工程学报，2012，28(19)：119—129．HuallgJingfeng

5、，chenLa，w抽gxiu吐en．sensitiV蚵ofricegrowthmodelp舢etersandtheiruncertaintiesinyieldestimationusiIlgremotesensingdate[J]．Tr她sactionsoftllechinesesocie哆ofA鲥cultIlralEngineering(TransactionsofmeCSAE)，2012，28(19)：119—129．(inChinesewithEnglishabstract)／“70引言30多年

6、来，世界上许多国家都进行了作物生长模型研究，开发了多种类型的作物模型。涉及水稻专用模型，主要有ORYzAlllJ、CERESRice【‘2J，用CropSyst模拟估测意大利水稻产量【3J。高亮之等[4]继水稻钟模型后，又推出了作物计算机模拟优化决策系统系列模型，其中以水稻模型RCSODS最著名。所有的生长模型都是在试验点的足够详细试验数据基础上研发的，试图可以模拟各种不同环境和管理条件下的作物生长发育，理论上是一个能在大面积区域上监测作物生长状况和产量的很好的工具，使人们能更好地理解作物生长的空间变

7、异性。收稿日期：2012一04一07修订日期：2012．09—12基金项目：国家自然科学基金(40875070，D0509)l国家“863”计划(2012从12A30703)作者简介：黄敬峰(1963一)，男，博士，博士生导师，研究员，主要从事环境遥感研究。杭州浙江大学农业遥感与信息技术应用研究所，310058。E脚il：hjf@2ju．edu．cn※通信作者：王秀珍(1961一)，女，博士，博士生导师，研究员，主要从事植被遥感研究。杭州杭州频范大学遥感与地球科学研究院，311121。Em8il：wx

8、z05160516@126舶m但是要实现作物生长模型这个潜能需要模型输入变量的时空数据。即需要获得在应用尺度上模型的各种变量数据，而因时间、资金等限制一般的地面调查方法获得地面真实数据却很困难【5J，因此，生长模型直接在较大区域上的应用还不多，已有应用的结果只能是一个大致的趋势反应，原因是缺乏各点区域范围的特异性数据，这些数据在时间上和地块间的差异很大，又难以依靠传统的地面调查方法测定较大的区域尺度的数据。wiegand等、Richardson等H1早在