基于Sentinel-2数据的典型绿洲植被参数动态监测
发布时间：2021-04-27 11:55
绿洲是我国西北干旱区内人类及各种生物生存的基础,植被则是维系绿洲存在和健康发展的关键。特别在国家“青山绿水就是金山银山”的号召下,对绿洲内的植被实现精准、高效、经济且大范围的动态监测进而及时掌握绿洲发展动态、保护绿洲生态环境意义重大。遥感手段可通过对几种主要的植被参数进行有效监测从而达到这一目的。现阶段,使用遥感技术监测植被主要依靠植被参数产品和少数高分辨率遥感数据。但常见的基于MODIS、AVHRR数据的植被参数产品空间分辨率较低（>250m）,难以在绿洲区域实现高精度的植被监测;而WorldView-2、资源三号、高分一号等高空间分辨率的遥感数据代价高昂又普遍缺少对植被敏感的光谱波段。针对上述问题,本研究以塔里木河中游典型绿洲——渭干河-库车河绿洲（简称“渭库绿洲”）为靶区,使用具有经济、较高精度（10m）、对植被敏感特点的Sentinel-2数据结合随机森林模型、PROSPECT+SAIL辐射传输模型,选取4种典型植被参数（植被覆盖度、冠层叶绿素含量、光合有效辐射率、冠层含水量）对该绿洲内的植被实现了以月为单位的动态监测。研究发现:（1）Sentinel-2数据在两种模型下...
【文章来源】：新疆大学新疆维吾尔自治区 211工程院校
【文章页数】：111 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 遥感监测植被参数的研究进展
1.2.1 植被覆盖度遥感反演研究进展
1.2.2 植被叶面积指数遥感反演研究进展
1.2.3 植被叶绿素含量遥感反演研究进展
1.2.4 植被光合有效辐射吸收率遥感反演的研究进展
1.2.5 植被含水量遥感反演研究进展
1.3 研究内容
1.4 研究流程图
1.5 论文结构安排
第二章 数据与方法
2.1 采样与数据
2.1.1 研究区概况
2.1.2 野外实测数据
2.1.3 气象数据
2.1.4 遥感影像数据
2.2 研究方法
2.2.1 遥感影像预处理
2.2.2 实测植被高光谱处理
2.2.3 物理模型应用
2.2.4 统计模型应用
2.2.5 灰色关联
2.3 本章小结
第三章 单月模型效果对比
3.1 基于随机森林模型的植被叶绿素估算
3.1.1 随机森林估算模型的建立
3.1.2 随机森林模型的特征重要性评分
3.1.3 模型精度检验方法
3.1.4 随机森林的估算结果与分析
3.2 基于随机森林模型下的单月盐渍化分类
3.3 基于辐射传输模型的植被参数估算
3.3.1 辐射传输模型下植被覆盖度精度验证
3.3.2 辐射传输模型下植被叶绿素含量精度验证
3.3.3 辐射传输模型下植被冠层叶片含水量精度验证
3.3.4 辐射传输模型下植被光合有效辐射率精度验证
3.4 本章小结
第四章 植被参数的关联度分析
4.1 植被参数之间的关联度分析
4.2 植被参数与土壤属性的关联度分析
4.2.1 棉花上的植被参数关联分析
4.2.2 芦苇上的植被参数关联分析
4.2.3 玉米上的植被参数关联分析
4.2.4 枣树上的植被参数关联分析
4.2.5 梭梭（柽柳）上的植被参数关联分析
4.3 本章小结
第五章 植被参数的动态监测
5.1 植被覆盖度的连续动态监测
5.1.1 2016年渭库绿洲覆盖度变化情况
5.1.2 2017年渭库绿洲植被覆盖度变化情况
5.1.3 2018年渭库绿洲植被覆盖度变化情况
5.2 植被冠层叶绿素含量的连续动态监测
5.3 植被光合有效辐射率的连续动态监测
5.4 植被冠层含水量的连续动态监测
5.4.1 2016年渭库绿洲植被的含水率率变化情况
5.4.2 2017年渭库绿洲植被冠层含水率的变化情况
5.4.3 2018年渭库绿洲植被含水率变化情况
5.4.4 干湿两季盐渍化情况
5.5 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 创新点
6.3 不足和展望
参考文献
研究生期间发表论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]Soil Erodibility and Physicochemical Properties of Collapsing Gully Alluvial Fans in Southern China[J]. DENG Yusong,SHEN Xue,XIA Dong,CAI Chongfa,DING Shuwen,WANG Tianwei. Pedosphere. 2019(01)
[2]艾比湖湿地不同盐渍化土壤粒度组成及可蚀性研究[J]. 王敬哲,丁建丽,王飞,梁静. 土壤. 2018(03)
[3]PROSPECT5耦合4SAIL模型的亚热带典型森林冠层反射率时间序列模拟[J]. 张璐颖,李雪建,杜华强,崔璐,毛方杰,刘玉莉,李阳光,朱迪恩. 应用生态学报. 2017(08)
[4]近25a来渭—库绿洲土地利用/覆被变化及其影响因素[J]. 康璇,王雪梅,柴仲平. 水土保持通报. 2016(05)
[5]裸子植物水分特征与抗旱机理研究进展[J]. 段胜芝,马士祝,牟凤娟. 陕西林业科技. 2016(03)
[6]近20a渭干河绿洲土壤盐分变化特征[J]. 王丹丹,程猛,杨瑞红,赵成义,丁建丽,张小雷. 干旱区研究. 2015(06)
[7]基于高分一号卫星数据的冬小麦叶片SPAD值遥感估算[J]. 李粉玲,王力,刘京,常庆瑞. 农业机械学报. 2015(09)
[8]新疆艾比湖湿地土壤有机碳含量的光谱测定方法对比[J]. 杨爱霞,丁建丽. 农业工程学报. 2015(18)
[9]奋力谱写新疆社会稳定和长治久安新篇章——深入学习贯彻第二次中央新疆工作座谈会精神[J]. 张春贤. 求是. 2014(15)
[10]Detecting soil salinity with arid fraction integrated index and salinity index in feature space using Landsat TM imagery[J]. Fei WANG,Xi CHEN,GePing LUO,JianLi DING,XianFeng CHEN. Journal of Arid Land. 2013(03)
本文编号：3163425
【文章来源】：新疆大学新疆维吾尔自治区 211工程院校
【文章页数】：111 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 遥感监测植被参数的研究进展
1.2.1 植被覆盖度遥感反演研究进展
1.2.2 植被叶面积指数遥感反演研究进展
1.2.3 植被叶绿素含量遥感反演研究进展
1.2.4 植被光合有效辐射吸收率遥感反演的研究进展
1.2.5 植被含水量遥感反演研究进展
1.3 研究内容
1.4 研究流程图
1.5 论文结构安排
第二章 数据与方法
2.1 采样与数据
2.1.1 研究区概况
2.1.2 野外实测数据
2.1.3 气象数据
2.1.4 遥感影像数据
2.2 研究方法
2.2.1 遥感影像预处理
2.2.2 实测植被高光谱处理
2.2.3 物理模型应用
2.2.4 统计模型应用
2.2.5 灰色关联
2.3 本章小结
第三章 单月模型效果对比
3.1 基于随机森林模型的植被叶绿素估算
3.1.1 随机森林估算模型的建立
3.1.2 随机森林模型的特征重要性评分
3.1.3 模型精度检验方法
3.1.4 随机森林的估算结果与分析
3.2 基于随机森林模型下的单月盐渍化分类
3.3 基于辐射传输模型的植被参数估算
3.3.1 辐射传输模型下植被覆盖度精度验证
3.3.2 辐射传输模型下植被叶绿素含量精度验证
3.3.3 辐射传输模型下植被冠层叶片含水量精度验证
3.3.4 辐射传输模型下植被光合有效辐射率精度验证
3.4 本章小结
第四章 植被参数的关联度分析
4.1 植被参数之间的关联度分析
4.2 植被参数与土壤属性的关联度分析
4.2.1 棉花上的植被参数关联分析
4.2.2 芦苇上的植被参数关联分析
4.2.3 玉米上的植被参数关联分析
4.2.4 枣树上的植被参数关联分析
4.2.5 梭梭（柽柳）上的植被参数关联分析
4.3 本章小结
第五章 植被参数的动态监测
5.1 植被覆盖度的连续动态监测
5.1.1 2016年渭库绿洲覆盖度变化情况
5.1.2 2017年渭库绿洲植被覆盖度变化情况
5.1.3 2018年渭库绿洲植被覆盖度变化情况
5.2 植被冠层叶绿素含量的连续动态监测
5.3 植被光合有效辐射率的连续动态监测
5.4 植被冠层含水量的连续动态监测
5.4.1 2016年渭库绿洲植被的含水率率变化情况
5.4.2 2017年渭库绿洲植被冠层含水率的变化情况
5.4.3 2018年渭库绿洲植被含水率变化情况
5.4.4 干湿两季盐渍化情况
5.5 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 创新点
6.3 不足和展望
参考文献
研究生期间发表论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]Soil Erodibility and Physicochemical Properties of Collapsing Gully Alluvial Fans in Southern China[J]. DENG Yusong,SHEN Xue,XIA Dong,CAI Chongfa,DING Shuwen,WANG Tianwei. Pedosphere. 2019(01)
[2]艾比湖湿地不同盐渍化土壤粒度组成及可蚀性研究[J]. 王敬哲,丁建丽,王飞,梁静. 土壤. 2018(03)
[3]PROSPECT5耦合4SAIL模型的亚热带典型森林冠层反射率时间序列模拟[J]. 张璐颖,李雪建,杜华强,崔璐,毛方杰,刘玉莉,李阳光,朱迪恩. 应用生态学报. 2017(08)
[4]近25a来渭—库绿洲土地利用/覆被变化及其影响因素[J]. 康璇,王雪梅,柴仲平. 水土保持通报. 2016(05)
[5]裸子植物水分特征与抗旱机理研究进展[J]. 段胜芝,马士祝,牟凤娟. 陕西林业科技. 2016(03)
[6]近20a渭干河绿洲土壤盐分变化特征[J]. 王丹丹,程猛,杨瑞红,赵成义,丁建丽,张小雷. 干旱区研究. 2015(06)
[7]基于高分一号卫星数据的冬小麦叶片SPAD值遥感估算[J]. 李粉玲,王力,刘京,常庆瑞. 农业机械学报. 2015(09)
[8]新疆艾比湖湿地土壤有机碳含量的光谱测定方法对比[J]. 杨爱霞,丁建丽. 农业工程学报. 2015(18)
[9]奋力谱写新疆社会稳定和长治久安新篇章——深入学习贯彻第二次中央新疆工作座谈会精神[J]. 张春贤. 求是. 2014(15)
[10]Detecting soil salinity with arid fraction integrated index and salinity index in feature space using Landsat TM imagery[J]. Fei WANG,Xi CHEN,GePing LUO,JianLi DING,XianFeng CHEN. Journal of Arid Land. 2013(03)
本文编号：3163425
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