基于CASA模型的禹城市冬小麦遥感估算研究

发布时间：2018-10-30 09:18

【摘要】：粮食是人类生存的根本,关乎整个社会的稳定、发展,冬小麦作为我国北方主要的粮食生产作物,其生产活动在环境污染日益严重的今天受到严重威胁,粮食安全问题逐渐成为我国不可忽视的生存发展问题,因此,及时地监测了解冬小麦生长周期中的生长状态,分析影响其生长的关键因素,估算冬小麦的产量,对于加强冬小麦的生长监管保护,改善冬小麦生长态势,促进产量增长有着重要意义。本文主要使用CASA模型,以山东禹城市为研究区,利用遥感数据、太阳辐射数据、温度数据、气温数据和土地利用数据等,在遥感与GIS技术的支持下,对2015年禹城市冬小麦NPP值进行估算,研究禹城市冬小麦NPP的时空分布规律和各影响因子的重要性,然后通过产量转化模型得出禹城市冬小麦产量估算情况,与实测数据进行对比分析,继而验证模型精度。本文主要内容包括:(1)估算CASA模型中的重要参数,如植被覆盖指数、太阳净辐射、太阳总辐射、植被对光合有效辐射的吸收比例等。修订CASA模型中的重要参数,主要是对植被覆盖指数和冬小麦最大光能利用率的修订,通过资料查询,结合禹城市实际情况,对禹城市重要参数进行模拟。(2)通过对NPP的估算结果研究分析2014年10月份至2015年6月份禹城市净初级生产力时空分布规律。通过估算分析得出2014年10月—2015年1月,冬小麦NPP呈现下降趋势。2015年1月—5月,冬小麦NPP迅速升高,增长幅度明显增加,NPP在5月份达到最高值。随着冬小麦的成熟与收获,进入6月份之后,冬小麦NPP明显下降。根据冬小麦的生长周期进行分析NPP变化规律不同生长周期的变化规律,结果显示:禹城市冬小麦的不同生长周期内的NPP值分布差异明显,幼苗期NPP总量最大值达到193.5gc/m2,生长期NPP总量最大值达到208.66gc/m2,成熟期NPP总量最大值达到582.94gc/m2。研究分析山东禹城市净初级生产力NPP的年平均值以及总量,不同乡镇NPP总量与平均值的分布情况,分析结果如下:2014年10月至2015年6月禹城市冬小麦NPP总量最高值为916.84gc/a,区域平均值为612.76gc/a。禹城市11个乡镇的冬小麦NPP平均值差异不是很明显,基本都处于500gc/m2以上,整体冬小麦NPP均值较高,其中冬小麦NPP平均值最高的是李屯。禹城市11个乡镇NPP总量与各乡镇的NPP均值分布差异较大,整体分布不均,其中最高的是房寺和伦镇,均为39216gc/a,占全市冬小麦NPP总量的30%以上。(3)构建产量转换模型,结合所得NPP值模拟计算出2015年禹城市冬小麦产量,并对产量模型进行精度验证。通过构建产量转换模型,结合禹城市冬小麦NPP估算结果,得出禹城市2015年冬小麦模拟估算产量结果,2015年禹城市冬小麦单产为6296.4kg·hm-2,低于2015年禹城市冬小麦统计单产(6847.5kg·hm-2),冬小麦单产集中分布在4000~8000kg·hm-2,而单产分布在0~4000kg·hm-2和8000~10000kg·hm-2的区域面积较小,不足10%。对产量估算模型进行精度验证,通过统计,禹城市11个乡镇的绝对误差平均值为-293.4kg·hm-2,其平均相对误差为-4.76%,精度基本可以满足冬小麦的估产要求。
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【学位授予单位】：山东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S512.11;S127

【参考文献】