基于多角度日光诱导叶绿素荧光估算水稻光能利用率
发布时间：2021-06-13 22:44
光能利用率（Light Use Efficiency,LUE）是计算植被生产力的重要参数,而现有模型估算光能利用率有较大偏差,基于遥感的日光诱导叶绿素荧光（Solar-induced Chlorophyll Fluorescence,SIF）给这个的解决带来了新希望。当前有关日光诱导叶绿素荧光SIF与植被光能利用率LUE的关系研究不断涌现。研究证明SIF在直接估算实LUE方具有极大的潜力。但是,SIF指标受到光照条件及观测角度等因素的影响,SIF与LUE之关系存在很大的时和空变异,容易受到观测天角、观测方位角、天气条件、冠层结构等众多因素的影响。为此,本研究通过试观测获取了大量常规气象观测数据,设计地自动遥感观测平台获取太辐射数据以及水稻冠层多角度光谱反射数据,基于涡度相关系统获取稻田CO2通量等数据,同时通过大田试获取田水稻生物量、叶积指数等数据。基于实测数据证并分析了夫琅和费暗线原理（Fraunhofer Line Discrimination,FLD）的光谱特点,比较分析了FLD算法、3FLD算法提取的SIF数据的差异;分别对研究期内的典型晴天和典型天的通量...
【文章来源】：南京信息工程大学江苏省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
南京信息工程大学硕士学位论文14不变，这样每次完成水平视角内全部范围的光谱探测共时5分钟，获得了各方位角下的水稻冠层上方反射辐射数据以及太辐射数据。本试傼将光谱仪与PTU设备相结合，可以更加精确的、有目的性的获取稻田冠层多角度光谱数据，这种观测属于大田实傼，在自然条件下进行，低了人为因素以及其他因素给测定带来的影响，能够实现自动观测、长时连续观测水稻冠层儈光谱数据。由上述光谱观测设备特点可知，本设备可以实现对研究区水稻冠层上方的太入射辐射和冠层反射辐射的实时监测，但是这些获取的原始光谱数据了要进行必要的亴处理（如筛癣剔）以外，还应对这些光谱数据进行白板校正。这些处理可以帮助本研究获取更为可和准确的原始光谱数据，近一步确保光谱数据质量，以便用于之后利用光谱数据提取水稻冠层日光诱导叶绿素荧光SIF。图2-1Jaz-Combo2光谱仪
第二章研究区域概况、数据与方法15图2-2PTU平台2.3.2光谱数据的处理所获取的原始儈光谱数据并不能直接用于分析计算，要进行一定的筛癣剔和处理。这些处理包括：异常光谱数据的筛选和剔、光谱数据超量程值的剔与插补、以及保证光谱数据质量的白板校正。2.3.2.1异常光谱数据的筛选剔自然条件下获取的光谱数据并不全都能够表现出理想的光谱曲线特点，有时这些平滑的光谱曲线会变成锯喯状或少数不连贯而跳跃变化的点。当观测得到的光谱数据表现出了不规则的锯喯形波动或出现少数跳跃值时，说明数据出现了完全异常或部分波段异常值。判断异常值的方法，一种是根据光谱仪传感器的电压超出正常范围（9.5~9.7V）即为异常；另有一种辅助方法是当发现某波段大于前一波段或后一短波段三倍时，则数据存在异常。2.3.2.2Jaz-Combo2光谱仪超量程值的剔与插补本研究试傼属于大田试傼，在自然观测条件下，来自于太的辐射中的某些波段有时会表现得较为强烈，然而对于研究所用的光谱仪来说，这种光强已超出它的实测量范围，这样光谱仪记录的数值便会超出观测量程而出现数据失准，反映在记录中的光谱数据并不是真实数据，因此有必要对这部分超出观测量程的太辐射值进行筛癣剔与插补。筛选的方法较为简单，光谱仪记录的数据中若显示“null”而具体的辐亮度
【参考文献】：
期刊论文
[1]日光诱导叶绿素荧光遥感反演及碳循环应用进展[J]. 章钊颖,王松寒,邱博,宋练,张永光. 遥感学报. 2019(01)
[2]基于涡度相关通量数据估算水稻光能利用率[J]. 费敦悦,郭建茂,刘俊伟,王迁. 气象科学. 2018(01)
[3]怀来地区蒸渗仪测定玉米田蒸散发分析[J]. 杨光超,朱忠礼,谭磊,刘绍民,徐自为,柏军华,肖青. 高原气象. 2015(04)
[4]陆地生态系统植被生产力遥感模型研究进展[J]. 袁文平,蔡文文,刘丹,董文杰. 地球科学进展. 2014(05)
[5]基于叶绿素荧光光谱分析的光能利用效率研究[J]. 周丽娜,于海业,于连军,张蕾,隋媛媛,任顺. 农业机械学报. 2014(07)
[6]植物日光诱导叶绿素荧光的遥感原理及研究进展[J]. 王冉,刘志刚,杨沛琦. 地球科学进展. 2012(11)
[7]北京海淀公园绿地二氧化碳通量[J]. 李霞,孙睿,李远,王修信,谢东辉,严晓丹,朱启疆. 生态学报. 2010(24)
[8]冠层光能利用率的叶绿素荧光光谱探测[J]. 程占慧,刘良云. 遥感学报. 2010(02)
[9]Modeling gross primary production of a temperate grassland ecosystem in Inner Mongolia, China, using MODIS imagery and climate data[J]. WU WeiXing1,2, WANG ShaoQiang1, XIAO XiangMing3, YU GuiRui4, FU YuLing4 & HAO YanBin5 1 Qianyanzhou Ecological Experimental Station, Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, China; 2 Graduate University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China; 3 Institute for the Study of Earth, Oceans and Space, University of New Hampshire, Durham, NH 03824, USA; 4 Key Laboratory of Ecosystem Network Observation and Modeling, Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Re- search, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, China; 5 Laboratory of Quantitative Vegetation Ecology, Institute of Botany, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100093, China. Science in China（Series D:Earth Sciences）. 2008(10)
[10]利用光化学反射植被指数估算光能利用率研究的进展[J]. 陈晋,唐艳鸿,陈学泓,杨伟. 遥感学报. 2008(02)
硕士论文
[1]基于多角度遥感数据和通量数据的PRI-LUE模型优化[D]. 李淑婷.南京信息工程大学 2018
[2]遥感数据与两叶光能利用率模型同化的总初级生产力模拟[D]. 何明珠.南京大学 2013
本文编号：3228495
【文章来源】：南京信息工程大学江苏省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
南京信息工程大学硕士学位论文14不变，这样每次完成水平视角内全部范围的光谱探测共时5分钟，获得了各方位角下的水稻冠层上方反射辐射数据以及太辐射数据。本试傼将光谱仪与PTU设备相结合，可以更加精确的、有目的性的获取稻田冠层多角度光谱数据，这种观测属于大田实傼，在自然条件下进行，低了人为因素以及其他因素给测定带来的影响，能够实现自动观测、长时连续观测水稻冠层儈光谱数据。由上述光谱观测设备特点可知，本设备可以实现对研究区水稻冠层上方的太入射辐射和冠层反射辐射的实时监测，但是这些获取的原始光谱数据了要进行必要的亴处理（如筛癣剔）以外，还应对这些光谱数据进行白板校正。这些处理可以帮助本研究获取更为可和准确的原始光谱数据，近一步确保光谱数据质量，以便用于之后利用光谱数据提取水稻冠层日光诱导叶绿素荧光SIF。图2-1Jaz-Combo2光谱仪
第二章研究区域概况、数据与方法15图2-2PTU平台2.3.2光谱数据的处理所获取的原始儈光谱数据并不能直接用于分析计算，要进行一定的筛癣剔和处理。这些处理包括：异常光谱数据的筛选和剔、光谱数据超量程值的剔与插补、以及保证光谱数据质量的白板校正。2.3.2.1异常光谱数据的筛选剔自然条件下获取的光谱数据并不全都能够表现出理想的光谱曲线特点，有时这些平滑的光谱曲线会变成锯喯状或少数不连贯而跳跃变化的点。当观测得到的光谱数据表现出了不规则的锯喯形波动或出现少数跳跃值时，说明数据出现了完全异常或部分波段异常值。判断异常值的方法，一种是根据光谱仪传感器的电压超出正常范围（9.5~9.7V）即为异常；另有一种辅助方法是当发现某波段大于前一波段或后一短波段三倍时，则数据存在异常。2.3.2.2Jaz-Combo2光谱仪超量程值的剔与插补本研究试傼属于大田试傼，在自然观测条件下，来自于太的辐射中的某些波段有时会表现得较为强烈，然而对于研究所用的光谱仪来说，这种光强已超出它的实测量范围，这样光谱仪记录的数值便会超出观测量程而出现数据失准，反映在记录中的光谱数据并不是真实数据，因此有必要对这部分超出观测量程的太辐射值进行筛癣剔与插补。筛选的方法较为简单，光谱仪记录的数据中若显示“null”而具体的辐亮度
【参考文献】：
期刊论文
[1]日光诱导叶绿素荧光遥感反演及碳循环应用进展[J]. 章钊颖,王松寒,邱博,宋练,张永光. 遥感学报. 2019(01)
[2]基于涡度相关通量数据估算水稻光能利用率[J]. 费敦悦,郭建茂,刘俊伟,王迁. 气象科学. 2018(01)
[3]怀来地区蒸渗仪测定玉米田蒸散发分析[J]. 杨光超,朱忠礼,谭磊,刘绍民,徐自为,柏军华,肖青. 高原气象. 2015(04)
[4]陆地生态系统植被生产力遥感模型研究进展[J]. 袁文平,蔡文文,刘丹,董文杰. 地球科学进展. 2014(05)
[5]基于叶绿素荧光光谱分析的光能利用效率研究[J]. 周丽娜,于海业,于连军,张蕾,隋媛媛,任顺. 农业机械学报. 2014(07)
[6]植物日光诱导叶绿素荧光的遥感原理及研究进展[J]. 王冉,刘志刚,杨沛琦. 地球科学进展. 2012(11)
[7]北京海淀公园绿地二氧化碳通量[J]. 李霞,孙睿,李远,王修信,谢东辉,严晓丹,朱启疆. 生态学报. 2010(24)
[8]冠层光能利用率的叶绿素荧光光谱探测[J]. 程占慧,刘良云. 遥感学报. 2010(02)
[9]Modeling gross primary production of a temperate grassland ecosystem in Inner Mongolia, China, using MODIS imagery and climate data[J]. WU WeiXing1,2, WANG ShaoQiang1, XIAO XiangMing3, YU GuiRui4, FU YuLing4 & HAO YanBin5 1 Qianyanzhou Ecological Experimental Station, Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, China; 2 Graduate University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China; 3 Institute for the Study of Earth, Oceans and Space, University of New Hampshire, Durham, NH 03824, USA; 4 Key Laboratory of Ecosystem Network Observation and Modeling, Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Re- search, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, China; 5 Laboratory of Quantitative Vegetation Ecology, Institute of Botany, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100093, China. Science in China（Series D:Earth Sciences）. 2008(10)
[10]利用光化学反射植被指数估算光能利用率研究的进展[J]. 陈晋,唐艳鸿,陈学泓,杨伟. 遥感学报. 2008(02)
硕士论文
[1]基于多角度遥感数据和通量数据的PRI-LUE模型优化[D]. 李淑婷.南京信息工程大学 2018
[2]遥感数据与两叶光能利用率模型同化的总初级生产力模拟[D]. 何明珠.南京大学 2013
本文编号：3228495
本文链接：https://www.wllwen.com/nykjlw/nzwlw/3228495.html
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