基于多元回归模型的叶面积指数遥感反演
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产生辐射误差 , 即灰度失真 。尽管 地面 站提供 的产 品
已经经过了系统辐 射校正 , 除了遥感 器系统产 生的 消
壤及植 物本身光化学反应 变化等 因素影响 , 使得地 物
光谱反射率与叶面积指数 的关 系具有一定的地域性和
时效性 。简单实用的叶面积指数反演方法及反演精度 的提高 已成为 当前研究 的热点 和难点 。 以样地 调查 资 料 及 对 应 的 S O 5遥 感 数据 和 PT 1l : 万地形图为主要信息源 , 感 因子与地理 因子 相 遥
g o r p i n e t e sn a tr h c n u aibe y u i gp i cp lc mp n n n lss,a d t e e ga h c a d r moes n igfco sw ih a ip t ra lsb sn rn ia o o e ta ay i s v n h n
被生长发育 的不 同状 态 。因此 , 确确定 林分 的叶 精
面 积指 数 , 论 在 森 林 经 营 与 管 理 还 是 在 森 林 生 态 环 无
境的研究 中都具有重要 的意义 。 对于叶面积指 数 的测定 , 由于受 其 定 义 、 样方 采
二氧化碳及 物质 循环 , 与许多生 态过程 , 也 如蒸散 量、
宋亚斌 林 , 辉 孙 华 宁 小斌 , ,
(. 1 中南林 业科技 大学, 沙 4 0 0 ; . 长 104 2 国家林业局 中南林业调查规划设计院 , 长沙 40 1 ) 10 4 摘 要 : 用 2 1 采 0 1年 8月获取 的黄丰桥林场 S O 5数据 为信息 源, 同步开展现地 样地调 查, 据典 PT 并 依
叶面积指数是单位水平地面面积上所有叶子投 影 面积的总和 , 是估计植物冠层功能的一个重要参数 , 是 认识 和掌握植物冠 层空 隙的动态和平衡 的重要 指标 , 也是生态 系统中最重要 的结构参 数之一 。叶面 积 指数直接 反映出在多样化 尺度 的冠 层尺度 中的能 量、
土壤水分平衡 、 生产力等直接 相关 , 的变化体现 了植 它
1。4一 l3 4 , 70 _ 7 2 。属亚热带 季风 30 1。3E 2 。6_2 。4 N
元, 校正后影像与地形 图叠合效果很好 , 满足此次研究
需求 。
湿润 气 候 区 , 平 均 气 温 1 .8c ,年 降 水 量 年 7 = I 1 1 . i, 0 8Bn 无霜期 2 2 d左右 ; 中低 山貌为 主 , 4 9 以 最 高海拔 1 7 最低海拔 15I, 0m, 2 1 坡度 2 。 3 。土壤 n 0 ~ 5, 以板 页岩发育而成的山地黄 壤为主 。林场境内森林茂 盛, 物种丰富 , 有木本植物 4 0 种。 3余 12 数 据获取 .
2 0 ln a o y a ay e . Ba e n t ed t fr moe sn ig a d t e s mp e p os,frtt n lz lv n 0 0 p a tc n p n lzr s d o h aa o e t e sn n h a l lt is o a ay e ee e
第 3 第 2期 l卷
21 0 2年 5月
中 南 林 业 调 查 规 划
CE NTRAL S OUT FORES NVENT Y H TI 0R AND PL ANNI NG
V0 . 1 NO 2 13 . Ma . 0 2 y2 1
基 于 多元 回 归模 型 的 叶 面积 指 数 遥感 反 演
相 关性 。
关键词 : 感 ; 遥 多元 回归模型 ; 参数反 演 ; 叶面积指数 ;P T SO 5
中图分类号 : P7 ; 1 .5 T 9 S78 5 文献标识码 : A 文章编号 : 0 3 67 (020 一o4 o 10 —05 21)2 o2 一4
The I e so o a e n e h o g m o e S nsng Ba e n t e nv r in fLe fAr a I d x t r u h Re t e i s d o h
・
2 ・ 4
21 02年第 2ห้องสมุดไป่ตู้
宋亚斌 , : 等 基于多元回归模型的叶面积指数遥感反演
第3 1卷
外还 没有通用简单的测量 方法 , 现有 的方法只能在 局
部范围内进行测量。采用遥感技术 , 则能快速、 准确且 大范围获取叶面积指数 。卫 星遥感具 有宏观性 、 综合 性、 短周期性 、 可重复性和低 成本等 特点 , 用其进行 地 区尺度的森林资源定 量估测 , 以节省大量的人力 、 可 物
M m u tv r a l g e so M o e li a i b e Re r s i n dl
S ONG b n LI Hu , UN a NI Ya i , N i S Hu , NG a b n Xio i
( . e tlSuhU i ri f oet 1 C nr ot nv syo rsy& Tc nl y C a gh 104, ua , hn ; . et lSuh Frs Ivnoyad Pann a e t F r ehoo , hnsa4 00 H nn C ia 2 C n a ot o t netr n lnig g r e Istt o t eF rsyA miirtn,hn sa4 0 1 H nn,hn ) ntue f a oet d nsai C agh ,104, u a C ia i St r t o Ab t a t sy c :By u i gt e S sn h POT ma ei a ge g iofrs am ih h sb e e n Au u t 01 , u - 5 i g n Hu n fn q a oe tfr whc a e n g ti g s 1 we s r 2 v y d t e s mpe p osa h a i e h s lt h o g i e e tee ain ,so 8 a d a p csb s d o e e h a l lt tt e s met m ,c o e p ost r u h df rn lv to s lpe n s e t a e n f
进行主成分分析 , 用逐步 回归法 筛选 出2个主成分建立多元 回归方程 , 采 对该研 究 区域 的植被 叶面积指
数进行模拟 , 精度达到 8 .7 4 1 %。结果表 明: V , D IMS V , A I D I L I 间存 在较好 的 R IN V , A IMC V 和 V 与 A 之
型抽样 , 以不 同的海拔 、 坡度 、 向进行选样 , 坡 利用手持 G S和 L I 2 0 P J 一 00植物冠层分析仪 , 分别对选取
的 6 样 地 进 行 定 位 和 叶 面积 指 数 测 量 。结 合遥 感数 据 和 实地 调 查 数据 , 0块 对地 理 因子 和 遥 感 因子 变 量
收 稿 日期 :0 2 0 — 5 2 1 — 3 1
法、 仪器误差 、 人力和物 力等 多种 因素 影 响, 至今 国内
基金项 目: 国家林业局林业公益项 目专题 : 林分结构与生长模拟技术研 究( 0 14 2 ) 湖南省 高等 学校科 学研 究项 目“高分 辨率遥感 2 100 8 ; 影像 森 林 结 构 参 数 反 演 研 究 ” 1 C 3 3 。 ( 】 1 1 ) 作者 简介 : 宋亚斌( 9 7 , 浙江奉化人 , 18 一) 男, 硕士 , 主要从事林业遥感与地理信息 系统应 用研 究。
tp c ls mp i g.t e o ae h 0 smp ep ost a u e te la r a id x b sn h S a d L y ia a ln h n lc td t e6 a l lt ome s r h efa e n e y u i gt e GP AI一 n
大气校正 , 校正效果 明显 。
高叶面积指数的提取效率 , 为评价或 验证用遥感数 据
反演 叶面积指数的可靠性提供参考 。
2 2 几 何精校 正 . 在完成对研究 区数 据辐射校 正 的基础上 , 需进 还
行几何精校正。利用 E V4 8几何 校正模块 , N I. 以研究
1 研 究区概况与数据获取
amu t l e r sin e u to s sa l h d b wopr cp lc mp n n swhc r ee td b tp s e li er ge so q ain Wa e tb i e yt i i a o o e t ih wees lce y se wier — p s n ge so r s in,p e itd t e la r a i d x o td ra a d t e a c rc s8 .1 % . S u y r s ls s o t a r d ce h efa e n e fsu y a e n h c u a y wa 4 7 td e ut h w h t
结合 , 以湖南省株洲 市攸县黄 丰桥林 场的植被 为研究 对象 , 用多元 回归法对其进行 叶面积指数反演 , 旨在提
辐射畸变 , 但仍存在 着大气散射 和吸收 引起 的辐 射误 差及太 阳高度角的地形等光照条件差异引起 的辐射误 差 。此次研究使 用 E V4 8软件 采用 辐 亮度法 对 N I. 研究 区影像进行 辐射定标 后 , 再用 F A S L A H模块 进行
1 1 研 究 区概 况 .
区 1: 万地形图为标 准空间 , 1 选取影像 和地形 图上都
清晰 的、 能精确定位 的地物点作为控制点 , 尽量均匀 且 分布 。本次几何精校正残差达 到 0 3 , 于 0 5个像 .2小 .
黄 丰桥林 场 地 处 湖南 省 株 洲 市 攸 县东 部 , 于 位
12 1 外业 数据采集 .. 由于森林类型 、 海拔 、 向、 坡 坡度 与森林 叶面积密
2 3 D M 制作 . E 采用研究区等高距为 5m 的 1: 万地形 图, 1 通过 A c I1 . r S0 0软件对其进行 矢量化后 , 空间 分析扩展 G 用 模块制作成分辨率为 2 5m的 D M, 以提取建模所 . E 用
力和财力 , 提高工作效率 。由于受 大气 、 地理位 置、 土
2 数 据 处 理
2 1 辐射 校正 . 在遥感成像 时 , 由于 存在大气 对 电磁 波辐射 的散
射和吸收 、 太阳高度 与传感器观察 角 的变化 以及 地形
起伏引起的辐射强 度变化等影 响 因素 , 得遥感 图像 使
t ee h e n ag o or lto mo g RVI NDVI h r a b e o d c reain a n s , ,MS AVI ,M C AVI ,DVIa d L . n AI K e r s e t e sn mut aib er ge so d l p r mee n e so la ra i d x; P y wo d :r mo es n ig; li ra l e rs in mo e ; a a tri v rin;e ae n e S OT5 v f
已经经过了系统辐 射校正 , 除了遥感 器系统产 生的 消
壤及植 物本身光化学反应 变化等 因素影响 , 使得地 物
光谱反射率与叶面积指数 的关 系具有一定的地域性和
时效性 。简单实用的叶面积指数反演方法及反演精度 的提高 已成为 当前研究 的热点 和难点 。 以样地 调查 资 料 及 对 应 的 S O 5遥 感 数据 和 PT 1l : 万地形图为主要信息源 , 感 因子与地理 因子 相 遥
g o r p i n e t e sn a tr h c n u aibe y u i gp i cp lc mp n n n lss,a d t e e ga h c a d r moes n igfco sw ih a ip t ra lsb sn rn ia o o e ta ay i s v n h n
被生长发育 的不 同状 态 。因此 , 确确定 林分 的叶 精
面 积指 数 , 论 在 森 林 经 营 与 管 理 还 是 在 森 林 生 态 环 无
境的研究 中都具有重要 的意义 。 对于叶面积指 数 的测定 , 由于受 其 定 义 、 样方 采
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宋亚斌 林 , 辉 孙 华 宁 小斌 , ,
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叶面积指数是单位水平地面面积上所有叶子投 影 面积的总和 , 是估计植物冠层功能的一个重要参数 , 是 认识 和掌握植物冠 层空 隙的动态和平衡 的重要 指标 , 也是生态 系统中最重要 的结构参 数之一 。叶面 积 指数直接 反映出在多样化 尺度 的冠 层尺度 中的能 量、
土壤水分平衡 、 生产力等直接 相关 , 的变化体现 了植 它
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湿润 气 候 区 , 平 均 气 温 1 .8c ,年 降 水 量 年 7 = I 1 1 . i, 0 8Bn 无霜期 2 2 d左右 ; 中低 山貌为 主 , 4 9 以 最 高海拔 1 7 最低海拔 15I, 0m, 2 1 坡度 2 。 3 。土壤 n 0 ~ 5, 以板 页岩发育而成的山地黄 壤为主 。林场境内森林茂 盛, 物种丰富 , 有木本植物 4 0 种。 3余 12 数 据获取 .
2 0 ln a o y a ay e . Ba e n t ed t fr moe sn ig a d t e s mp e p os,frtt n lz lv n 0 0 p a tc n p n lzr s d o h aa o e t e sn n h a l lt is o a ay e ee e
第 3 第 2期 l卷
21 0 2年 5月
中 南 林 业 调 查 规 划
CE NTRAL S OUT FORES NVENT Y H TI 0R AND PL ANNI NG
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基 于 多元 回 归模 型 的 叶 面积 指 数 遥感 反 演
相 关性 。
关键词 : 感 ; 遥 多元 回归模型 ; 参数反 演 ; 叶面积指数 ;P T SO 5
中图分类号 : P7 ; 1 .5 T 9 S78 5 文献标识码 : A 文章编号 : 0 3 67 (020 一o4 o 10 —05 21)2 o2 一4
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2 ・ 4
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宋亚斌 , : 等 基于多元回归模型的叶面积指数遥感反演
第3 1卷
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收 稿 日期 :0 2 0 — 5 2 1 — 3 1
法、 仪器误差 、 人力和物 力等 多种 因素 影 响, 至今 国内
基金项 目: 国家林业局林业公益项 目专题 : 林分结构与生长模拟技术研 究( 0 14 2 ) 湖南省 高等 学校科 学研 究项 目“高分 辨率遥感 2 100 8 ; 影像 森 林 结 构 参 数 反 演 研 究 ” 1 C 3 3 。 ( 】 1 1 ) 作者 简介 : 宋亚斌( 9 7 , 浙江奉化人 , 18 一) 男, 硕士 , 主要从事林业遥感与地理信息 系统应 用研 究。
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2 2 几 何精校 正 . 在完成对研究 区数 据辐射校 正 的基础上 , 需进 还
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结合 , 以湖南省株洲 市攸县黄 丰桥林 场的植被 为研究 对象 , 用多元 回归法对其进行 叶面积指数反演 , 旨在提
辐射畸变 , 但仍存在 着大气散射 和吸收 引起 的辐 射误 差及太 阳高度角的地形等光照条件差异引起 的辐射误 差 。此次研究使 用 E V4 8软件 采用 辐 亮度法 对 N I. 研究 区影像进行 辐射定标 后 , 再用 F A S L A H模块 进行
1 1 研 究 区概 况 .
区 1: 万地形图为标 准空间 , 1 选取影像 和地形 图上都
清晰 的、 能精确定位 的地物点作为控制点 , 尽量均匀 且 分布 。本次几何精校正残差达 到 0 3 , 于 0 5个像 .2小 .
黄 丰桥林 场 地 处 湖南 省 株 洲 市 攸 县东 部 , 于 位
12 1 外业 数据采集 .. 由于森林类型 、 海拔 、 向、 坡 坡度 与森林 叶面积密
2 3 D M 制作 . E 采用研究区等高距为 5m 的 1: 万地形 图, 1 通过 A c I1 . r S0 0软件对其进行 矢量化后 , 空间 分析扩展 G 用 模块制作成分辨率为 2 5m的 D M, 以提取建模所 . E 用
力和财力 , 提高工作效率 。由于受 大气 、 地理位 置、 土
2 数 据 处 理
2 1 辐射 校正 . 在遥感成像 时 , 由于 存在大气 对 电磁 波辐射 的散
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