基于遥感信息的华北冬小麦区域生长模型及其模拟研究

发布时间：2022-08-07 14:20

　　准确的作物长势动态监测和产量预测对于保障粮食安全，促进农业可持续发展具有非常重要的意义。卫星遥感估产和作物生长模拟两项新技术在作物监测和估产方面有巨大的应用价值。但是，当作物模拟从单点研究发展到区域应用时宏观资料的获取和参数的区域化方面存在很多困难，而遥感估产还不能真正揭示作物生长发育和产量形成的内在机理、个体生长发育状况及其与环境气象条件的关系。二者各自的优势和不足引发了研究人员对遥感信息与作物模型相结合技术和方法的关注。本研究旨在对这一方面进行研究和探讨。 本文进行了国外作物模型适应性调整及修改完善，建立起适合华北地区的冬小麦生长模拟模型；将作物生长模拟模型与冠层辐射传输模型相嵌套，探讨了潜在生产水平下的作物模拟模型与遥感信息结合的方法，利用遥感信息校准作物模拟模型的某些关键过程或重新初始化／参数化作物模拟模型，以达到对作物模型的优化；初步建立了应用遥感信息的区域性作物模拟模型（WSPFRS）框架，并进行了试验研究。本研究为下一步实际水分供应条件下基于遥感信息的冬小麦生长模拟研究奠定了基础。主要研究结论有： （1） 利用华北不同气候生态区代表站点的田间试验资料对WOFO... 

【文章页数】：97 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 引言
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究进展
        1.2.1 作物模拟模型研究进展
        1.2.2 遥感反演地表生物物理参数研究进展
            1.2.2.1 植被指数反演法
            1.2.2.2 双向反射反演法
        1.2.3 遥感信息反演植被生物量研究进展
            1.2.3.1 经验模型
            1.2.3.2 半经验模型
            1.2.3.3 机理模型
        1.2.4 作物模拟模型与遥感信息结合研究进展
            1.2.4.1 强迫型
            1.2.4.2 调控型Ⅰ
            1.2.4.3 调控型Ⅱ
    1.3 研究目标、内容和技术路线
        1.3.1 研究目标
        1.3.2 研究内容
        1.3.3 技术路线
第二章 数据、方法和模型
    2.1 研究区域概况
    2.2 研究数据及其处理
        2.2.1 气象数据
        2.2.2 作物数据
        2.2.3 反射率数据
        2.2.4 MODIS遥感数据及其预处理
            2.2.4.1 MODIS遥感数据预处理
            2.2.4.2 MODIS遥感数据收集情况
    2.3 研究方法
    2.4 研究模型简介
        2.4.1 WOFOST模型简介
            2.4.1.1 发育过程
            2.4.1.2 CO_2同化过程
            2.1.1.3 呼吸过程
            2.4.1.4 干物质增长及分配
            2.4.1.5 叶面积指数增长
        2.4.2 FSEOPT优化程序简介
            2.4.2.1 拟合优度
            2.4.2.2 优化步骤
        2.4.3 SAIL模型简介
        2.4.4 PROSPECT模型简介
第三章 WOFOST模型的华北冬小麦适应性调整
    3.1 作物参数调整
        3.1.1 作物参数调整方案
            3.1.1.1 发育参数调整方案
            3.1.1.2 生长参数调整方案
        3.1.2 作物参数调整结果
            3.1.2.1 作物发育参数调整结果
            3.1.2.2 作物生长参数调整结果
    3.2 模拟结果检验
        3.2.1 发育期模拟检验
        3.2.2 生长模拟检验
    3.3 冬小麦越冬模拟改进及其对后期生长过程影响的研究
        3.3.1 冬小麦越冬期模拟改进
        3.3.2 返青生物量对冬小麦生长过程的影响研究
    3.4 小结
第四章 遥感信息与作物模型的结合研究
    4.1 WOFOST、模型与SAIL-PROSPECT冠层辐射传输模型的嵌套
        4.1.1 WOFOST模型的适应性调整
        4.1.2 冠层辐射传输模型的调试检验
            4.1.2.1 冠层辐射传输模型参数的敏感性分析
            4.1.2.2 冠层辐射传输模型参数的确定
        4.1.3 WOFOST模型与SAIL-PROSPECT模型的嵌套
    4.2 利用遥感信息校正作物模拟模型
        4.2.1 优化程序中比较对象的选择
        4.2.2 利用遥感信息对作物模型的优化研究
            4.2.2.1 田间试验数据及遥感数据
            4.2.2.2 对出苗日期进行调整
            4.2.2.3 对返青期生物量进行调整
    4.3 利用遥感数据动态优化返青期生物量
    4.4 小结
第五章 区域遥感-作物模拟模型的建立及其模拟研究
    5.1 气象数据插值和作物参数值＼初始值区域化
        5.1.1 气象数据插值
        5.1.2 作物参数区域化
        5.1.3 作物模型初始值区域化
    5.2 MODIS遥感数据与作物模型数据的尺度转换
    5.3 区域遥感-作物模型的建立及其模拟研究
        5.3.1 WSPFRS模型的软件系统简介
        5.3.2 遥感信息对区域作物模拟模型的优化研究
            5.3.2.1 遥感数据调整出苗日期对模型的优化
            5.3.2.2 遥感数据调整返青期生物量对模型的优化
    5.4 小结
第六章 结论和展望
    6.1 WOFOST模型的华北冬小麦适应性调整取得较好结果
    6.2 作物模型与遥感信息结合的方法技术初步建立
    6.3 区域尺度遥感-作物框架模型(WSPFRS模型)形成并进行了模拟试验
    6.4 存在问题和研究展望
致谢
参考文献
个人简介



本文编号：3670478