MODIS雙星數(shù)據(jù)協(xié)同的耕地物候參數(shù)提取方法研究.pdf

1、耕地物候作為農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的重要特征，是進(jìn)行農(nóng)作物長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)與估產(chǎn)、田間管理、農(nóng)作物合理布局和農(nóng)業(yè)政策制定等的重要依據(jù)，也是作物模型模擬的主要輸入?yún)?shù)之一。獲取準(zhǔn)確和可靠的耕地物候信息，在農(nóng)時(shí)預(yù)報(bào)、農(nóng)事活動(dòng)指導(dǎo)、農(nóng)情監(jiān)測(cè)和作物品種的選擇與引進(jìn)等方面都有巨大的應(yīng)用價(jià)值。使用遙感方法提取耕地物候參數(shù)具有宏觀、高效和便捷的特點(diǎn)，從遙感數(shù)據(jù)中獲取物候信息主要是基于時(shí)序植被指數(shù)進(jìn)行。與AVHRR和VEGETATION等常見時(shí)序植被指數(shù)產(chǎn)品數(shù)據(jù)源相比，

2、MODIS植被指數(shù)產(chǎn)品具有雙星平臺(tái)觀測(cè)、合成算法先進(jìn)和數(shù)據(jù)內(nèi)容豐富的優(yōu)勢(shì)。如果能將這些優(yōu)勢(shì)加以充分利用，將有助于提高物候參數(shù)提取的質(zhì)量。
　　遙感數(shù)據(jù)的時(shí)間分辨率對(duì)物候參數(shù)提取結(jié)果的影響十分明顯，主要表現(xiàn)在由于多天數(shù)據(jù)合成導(dǎo)致的數(shù)據(jù)實(shí)際觀測(cè)日期與名義觀測(cè)日期之間的差異上。MODIS雙星平臺(tái)數(shù)據(jù)協(xié)同應(yīng)用的目的就是直接從植被指數(shù)產(chǎn)品人手，在保證數(shù)據(jù)質(zhì)量的前提下提高時(shí)序植被指數(shù)的時(shí)間分辨率，從而更好的為耕地物候參數(shù)提取服務(wù)。時(shí)序植被指數(shù)

3、重構(gòu)也是物候參數(shù)提取的重要內(nèi)容之一，不同的時(shí)序數(shù)據(jù)重構(gòu)方法各具優(yōu)勢(shì)，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)需要根據(jù)具體情況對(duì)比后作出選擇。本研究針對(duì)不同數(shù)據(jù)從三種常用的重構(gòu)方法中選出各自最適宜的方法并進(jìn)行時(shí)序植被指數(shù)重構(gòu)，最后用地面物候觀測(cè)資料對(duì)耕地物候參數(shù)提取結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證比較。主要研究成果包括以下幾個(gè)方面:
　　(1)根據(jù)MODIS數(shù)據(jù)產(chǎn)品擁有雙星平臺(tái)、提供了實(shí)際觀測(cè)日期和像元可靠性描述信息、并對(duì)來自Terra和Aqua的時(shí)序植被指數(shù)進(jìn)行“半合成期錯(cuò)位”

4、處理等特點(diǎn)，利用兩種數(shù)據(jù)相互重疊的8天作為合成時(shí)段，以數(shù)據(jù)實(shí)際觀測(cè)日期是否落在重疊期內(nèi)為首選條件，結(jié)合數(shù)據(jù)質(zhì)量可靠性描述信息及像元NDVI值的大小，改進(jìn)了由MOD13A2和MYD13A2植被指數(shù)產(chǎn)品生成8天時(shí)間分辨率NDVI時(shí)序數(shù)據(jù)的方案。通過IDL語言編寫的程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行處理，在東北三省對(duì)該方案進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)，得到比現(xiàn)有產(chǎn)品時(shí)間分辨率更高的MODIS-NDVI數(shù)據(jù)。
　　(2)針對(duì)時(shí)序植被指數(shù)重構(gòu)方法比較中經(jīng)常關(guān)注的兩個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)——

5、重構(gòu)方法對(duì)原始數(shù)據(jù)的保真能力和平滑能力，提出對(duì)這兩種能力的評(píng)價(jià)必須建立在區(qū)別數(shù)據(jù)質(zhì)量的基礎(chǔ)上。通過對(duì)高質(zhì)量數(shù)據(jù)計(jì)算重構(gòu)后的數(shù)據(jù)點(diǎn)與原始數(shù)據(jù)點(diǎn)之間的平均距離來反映保真能力，對(duì)低質(zhì)量數(shù)據(jù)計(jì)算未得到有效修正的數(shù)據(jù)點(diǎn)占所有低質(zhì)量數(shù)據(jù)的比例來反映平滑能力。為了能夠?qū)⑦@兩種評(píng)價(jià)指標(biāo)統(tǒng)一起來并用于大區(qū)域研究的目的，提出了考慮數(shù)據(jù)質(zhì)量的重構(gòu)效果計(jì)分比較法，以最終的綜合得分為標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)某種方法對(duì)時(shí)序數(shù)據(jù)進(jìn)行重構(gòu)的適用性。
　　(3)在研究由MOD13

6、A2和MYD13A2植被指數(shù)產(chǎn)品生成更高時(shí)間分辨率NDVI時(shí)序數(shù)據(jù)方案，以及利用考慮數(shù)據(jù)質(zhì)量的重構(gòu)效果計(jì)分比較法選擇最佳時(shí)序數(shù)據(jù)重構(gòu)方法的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了MODIS雙星平臺(tái)數(shù)據(jù)協(xié)同提取耕地物候參數(shù)的目標(biāo)。通過對(duì)MODIS雙星平臺(tái)植被指數(shù)的協(xié)同應(yīng)用，充分發(fā)揮它們的互補(bǔ)優(yōu)勢(shì)，在保證數(shù)據(jù)質(zhì)量的前提下構(gòu)建更高時(shí)間分辨率的時(shí)序數(shù)據(jù)，在最佳時(shí)序數(shù)據(jù)重構(gòu)方法的支持下，使得所提取的耕地物候參數(shù)質(zhì)量也有一定的提高，為MODIS雙星平臺(tái)數(shù)據(jù)協(xié)同應(yīng)用提供了新的