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基于作物模型与叶面积指数遥感影像同化的区域单产估测研究 被引量:44
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作者 杨鹏 吴文斌 +4 位作者 周清波 陈仲新 查燕 唐华俊 柴崎亮介 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第9期130-136,共7页
通过对作物光合、呼吸、蒸腾、营养等一系列生理生化过程的定量模拟,作物生长模型已经被成功应用于田间尺度的作物单产研究。为了进一步将作物模型扩展应用于区域尺度,提高区域作物单产的模拟精度,该文探讨了将作物模型与多时相叶面积指... 通过对作物光合、呼吸、蒸腾、营养等一系列生理生化过程的定量模拟,作物生长模型已经被成功应用于田间尺度的作物单产研究。为了进一步将作物模型扩展应用于区域尺度,提高区域作物单产的模拟精度,该文探讨了将作物模型与多时相叶面积指数(LAI)遥感影像同化以改善区域单产估测的方法。研究首先通过地理信息系统将美国农业部开发的"考虑气候的作物环境决策模型"——EPIC模型,扩展为空间模型。然后,通过基于Landsat TM影像差值植被指数DVI与田间观测叶面积指数构建的最优回归模型,反演了研究区域的多时相叶面积指数影像。最后通过优化算法实现了空间EPIC模型与影像信息的同化,并将系统应用于河北石家庄地区2004年冬小麦的单产估测。结果表明,通过数据同化校正部分关键参数后的空间作物模型的单产模拟精度得到有效提高,但要达到业务运行精度仍有待进一步改善。 展开更多
关键词 遥感 估产 作物生长模型 数据同化 冬小麦 叶面积指数 植被指数
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基于光谱反射信息的作物单产估测模型研究进展 被引量:20
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作者 杨鹏 吴文斌 +1 位作者 周清波 查燕 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期262-268,共7页
及时准确地估测区域作物单产信息,对于粮食安全预警、粮食贸易流通,以及农业可持续发展都具有非常重要的意义。基于光谱反射信息的遥感技术,能够实时获取作物和土壤在不同时间和空间尺度下的分布信息,为区域作物单产估测研究提供了新的... 及时准确地估测区域作物单产信息,对于粮食安全预警、粮食贸易流通,以及农业可持续发展都具有非常重要的意义。基于光谱反射信息的遥感技术,能够实时获取作物和土壤在不同时间和空间尺度下的分布信息,为区域作物单产估测研究提供了新的机遇和挑战。在简单介绍作物反射光谱特性和作物单产影响因素的基础上,分经验模型、半经验半机理模型和机理模型三部分,详细论述了基于光谱反射信息的作物单产遥感估测模型的国内外研究进展,并指出基于作物生长机理模型与多时相遥感信息同化技术的研究,应该是未来区域作物单产估测的重要发展方向之一。今后应该重点加强作物冠层关键参数(如叶面积指数、叶绿素浓度、作物吸收光合有效辐射系数、植被覆盖率等)的定量反演研究,同时加强多源遥感数据替代和整合技术研究,以及作物模型与遥感信息同化关键技术研究,以进一步改善单产估测精度和提高系统可运行性。 展开更多
关键词 遥感 作物单产 光谱反射 估产模型 植被指数
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四类全球土地覆盖数据在中国区域的精度评价 被引量:52
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作者 吴文斌 杨鹏 +3 位作者 张莉 唐华俊 周清波 Shibasaki Ryosuke 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第12期167-173,F0002,共8页
该研究以中国耕地类别为研究对象,选择2000年中国土地利用数据(NLCD-2000)为参考数据,利用比较分析法,从面积数量精度和空间位置精度两方面对目前4类全球土地覆盖数据(UMD、IGBP-DISCover、MODIS和GLC2000)产品进行了精度验证,并分析研... 该研究以中国耕地类别为研究对象,选择2000年中国土地利用数据(NLCD-2000)为参考数据,利用比较分析法,从面积数量精度和空间位置精度两方面对目前4类全球土地覆盖数据(UMD、IGBP-DISCover、MODIS和GLC2000)产品进行了精度验证,并分析研究了4类数据精度的异同性。结果表明,4类全球数据对中国耕地数量特征和空间位置特征的估测具有明显的区域差异性。MODIS数据集和GLC2000数据集对中国耕地制图的总体精度要高于UMD数据集和IGBP-DISCover数据集。4类数据制图精度高的区域主要分布在中国的农业主产区,而误差大的区域主要分布在中国山区或耕地比例低的区域。低空间分辨率的信息源、基于像元的分类方法,以及中国复杂地形特征是4类全球土地覆盖数据精度差异的主要原因。 展开更多
关键词 数据系统 数据转换 图像处理 全球土地覆盖数据 中国土地利用数据(NLCD-2000) 耕地 精度评价
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两种NDVI时间序列数据拟合方法比较 被引量:70
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作者 吴文斌 杨鹏 +3 位作者 唐华俊 周清波 Shibasaki Ryosuke 张莉 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第11期183-188,F0003,共7页
归一化植被指数(NDVI)时间序列数据拟合目的是降低时序数据的噪声水平,重建高质量的NDVI时序数据,有利于多种参数反演和信息提取。针对国际上普遍应用的两种NDVI时间序列数据拟合方法,即Savitzky-Golay滤波法和非对称性高斯函数拟合法,... 归一化植被指数(NDVI)时间序列数据拟合目的是降低时序数据的噪声水平,重建高质量的NDVI时序数据,有利于多种参数反演和信息提取。针对国际上普遍应用的两种NDVI时间序列数据拟合方法,即Savitzky-Golay滤波法和非对称性高斯函数拟合法,该文在介绍两种方法基本概念的基础上,利用直接比较法和间接比较法在中国对两种拟合方法进行了比较分析。结果表明,Savitzky-Golay滤波法和非对称性高斯函数拟合法的拟合效果总体上一致,但二者之间还是存在区域差异性,这种区域差异与两种方法的自身特点和中国区域自然条件紧密相关。不同数据拟合方法的比较研究可以弄清每种方法的优缺点和区域适宜性,有助于研究人员针对不同研究目的和研究区域选择适宜的NDVI数据拟合方法,减少遥感数据处理中的误差,提高研究精度。 展开更多
关键词 时间序列分析 滤波 函数 拟合 Savitzky-Golay滤波法 非对称性高斯函数拟合法
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过去20年中国耕地生长季起始期的时空变化 被引量:33
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作者 吴文斌 杨鹏 +4 位作者 唐华俊 周清波 Shibasaki Ryosuke 张莉 唐鹏钦 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期1777-1786,共10页
多时相遥感数据能够较好地描述区域尺度的植被物候和生长季节的变化特征。利用NDVI时序数据,采用非对称性高斯函数拟合方法重建平滑曲线,分别提取了我国20世纪80年代初、90年代初和21世纪初等3个时期为我国耕地第一生长季起始期,计算3... 多时相遥感数据能够较好地描述区域尺度的植被物候和生长季节的变化特征。利用NDVI时序数据,采用非对称性高斯函数拟合方法重建平滑曲线,分别提取了我国20世纪80年代初、90年代初和21世纪初等3个时期为我国耕地第一生长季起始期,计算3个时期平均生长起始期,并分析了我国耕地第一生长季起始期的区域空间分异规律;然后,从区域和省份两个尺度分析了20世纪80年代初至90年代初和20世纪90年代初至21世纪初两个阶段我国耕地生长季起始期动态变化趋势和空间格局。结果表明,我国不同区域耕地第一生长季起始期存在十分明显的空间差异,清楚地呈现出一个从南向北逐渐推迟的空间特征;从不同区域看,在20世纪80年代初至90年代初和20世纪90年代初至21世纪初两个时期,我国耕地第一生长季起始期变化都是提前和推迟并存,不同区域变化程度不一;从不同省份看,在过去20年间,我国绝大多数省份耕地第一生长季起始期都表现为总体提前的趋势,但不同省份的起始期变化具有差异性。影响我国耕地生长季起始期变化的因素很多,如何区别气候变化等自然因子和人类活动因子对耕地生长季起始期变化的影响是一个值得深入研究的问题。 展开更多
关键词 NDVI时序数据 耕地 生长起始期 时空变化
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