【學(xué)術(shù)匯報(bào)】錫林郭勒典型草原光合植被、非光合植被覆蓋度估算課件

1、錫林郭勒典型草原光合植被、錫林郭勒典型草原光合植被、非光合植被覆蓋度估算非光合植被覆蓋度估算研究背景研究背景&內(nèi)容內(nèi)容報(bào)告提綱報(bào)告提綱01研究區(qū)與數(shù)據(jù)研究區(qū)與數(shù)據(jù)02研究方法研究方法03研究結(jié)果研究結(jié)果04討論討論05研究背景研究背景01n 草原生態(tài)系統(tǒng)是全球分布最廣的陸地生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型之一，占到全球陸地表面積的26%(Schino et al., 2003)。近年來(lái)錫林郭勒草原出現(xiàn)明顯的沙化退化、土壤侵蝕等現(xiàn)象，草原植被覆蓋度和生物量顯著下降。1.1 草原重要性研究背景研究背景01NPV:草原植被按照功能屬性可以分為光合植被(Photosynthetic Vegetation, PV)

2、和非光合植被(Non-photosynthetic Vegetation, NPV)。其中NPV在自然界中是普遍存在的，主要指凋落物、作物茬、枯葉、枝干、莖等。1.2 非光合植被（NPV）生態(tài)系統(tǒng)功能NPV生態(tài)系統(tǒng)功能示意圖研究背景研究背景011.3 研究現(xiàn)狀研究背景研究背景011.4 研究?jī)?nèi)容1）驗(yàn)證多光譜DFI指數(shù)估算非光合植被的有效性2）分析構(gòu)建NDVI-DFI像元三分模型的可行性3）利用像元三分模型估算典型草原的fPV、fNPV、fBS ，并分析其季節(jié)性變化研究區(qū)與數(shù)據(jù)研究區(qū)與數(shù)據(jù)022.1 研究區(qū)研究區(qū)與數(shù)據(jù)研究區(qū)與數(shù)據(jù)02 MOD09GHK 500m地表反射率每日產(chǎn)品 MCD43A

3、4 500mBRDF反射率8天產(chǎn)品 Sentinel-2 MSI多光譜影像 Landsat-8 OLI多光譜影像 野外實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)2.2 多源數(shù)據(jù)獲取研究方法研究方法033.1 實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)測(cè)端元光譜獲取混合場(chǎng)景樣方獲取研究方法研究方法033.2 PV/NPV/BS端元光譜特征 光譜特征光譜指數(shù) 實(shí)測(cè)光譜端元提取研究方法研究方法03Cao等人（2010）根據(jù)PV、NPV、BS在MODIS波段范圍內(nèi)的光譜特征提出了DFI指數(shù)：n NDVI指數(shù)(2)式中，B2、B1分別代表MODIS第2和第1波段。圖4 NPV/PV/BS平均光譜及不同傳感器波段位置Fig.4 Reflectance spectra o

4、f PV, NPV and BS endmember, and main sensor band positionCao et al. International Journal of Remote Sensing, 20103.3 光譜指數(shù)n DFI指數(shù)研究方法研究方法033.4 NDVI-DFI像元三分模型式中， VM代表MODIS數(shù)據(jù)的NDVI， DM代表MODIS的DFI，代表百分比（%）， fPV、fNPV和 fBS分別代表像元內(nèi)相應(yīng)組分所占的比例， NDVIDFI像元三分模型假設(shè)像元由PV、NPV和BS 三個(gè)組分組成，其N(xiāo)DVI和DFI指數(shù)符合線性關(guān)系（Guerschman et

5、al. 2009）Guerschman et al. Remote Sensing of Environment,2009 研究方法研究方法033.4 NDVI-DFI像元三分模型研究方法研究方法033.5 端元特征值確定（模型參數(shù)）n 純凈像元指數(shù)法(PPI)：MOD09GHK作MNF變換，PPI計(jì)算,取特征空間圖頂點(diǎn)純凈端元的平均指數(shù)值為端元特征值。n 實(shí)測(cè)法：實(shí)測(cè)PV、NPV、BS三個(gè)端元的光譜，確定端元特征值。2014年4月5日NDVI-DFI特征空間圖04研究結(jié)果研究結(jié)果4.1 PV/NPV/BS端元光譜指數(shù)值實(shí)測(cè)端元光譜指數(shù)值影像端元光譜指數(shù)值PV、NPV、BS端元的光譜指數(shù)值具有

6、其差異性，尤其是DFI指數(shù)值，具有明顯的可分性。044.2 DFI指數(shù)估算NPV的有效性（模擬混合場(chǎng)景野外真實(shí)混合場(chǎng)景）基于線性混合原理構(gòu)建NPVPVBS三端元線性混合模型，獲得遙感像元尺度（模擬）上的光譜反射率：模擬混合場(chǎng)景光譜曲線研究結(jié)果研究結(jié)果04研究結(jié)果研究結(jié)果4.2 DFI指數(shù)估算NPV的有效性（模擬混合場(chǎng)景野外真實(shí)混合場(chǎng)景）模擬混合場(chǎng)景條件下不同光譜指數(shù)與fNPV的相關(guān)性野外混合場(chǎng)景條件下不同光譜指數(shù)與fNPV的相關(guān)性04研究結(jié)果研究結(jié)果4.3 構(gòu)建NDVI-DFI像元三分模型可行性（NDVI-DFI特征空間圖）模擬混合場(chǎng)景野外真實(shí)場(chǎng)景遙感影像NDVI-DFI特征空間04研究結(jié)果研

7、究結(jié)果4.4 fPV和fNPV的估算選取感興趣區(qū)分析fPV和fNPV的季節(jié)性變化04研究結(jié)果研究結(jié)果4.5 結(jié)論1） DFI指數(shù)具有對(duì)PV、NPV和BS的可分性，不同PV/NPV/BS的DFI指數(shù)有其差異性。2） 不同混合場(chǎng)景條件下，DFI指數(shù)均與fNPV具有相關(guān)關(guān)系，DFI指數(shù)可以有效的表征fNPV。3） 從NDVI-DFI特征空間圖分析來(lái)看，具備構(gòu)建像元三分模型的可行性。4） 利用像元三分模型估算了西烏旗典型草原的fPV、fNPV、fBS ， fPV、fNPV動(dòng)態(tài)變化與牧草物候發(fā)育特征相吻合，可以進(jìn)一步應(yīng)用于長(zhǎng)時(shí)間序列的錫林郭勒草原 fPV和 fNPV時(shí)空動(dòng)態(tài)變化。討論討論055.1 面臨的挑戰(zhàn)&研究重點(diǎn) 植被生態(tài)系統(tǒng)自