青海湖流域草地生物量多源遙感協(xié)同反演研究.pdf

1、生物量（biomass）是用以評價草地的生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和基本功能的一項重要的指標，也是用來研究草地的第一生產(chǎn)力的基礎(chǔ)參數(shù)。草地生物量是整個草地生態(tài)系統(tǒng)運行的能量基礎(chǔ)和物質(zhì)來源，是研究生產(chǎn)力（productivity）、凈初級生產(chǎn)力（net primary productivity,NPP）的基礎(chǔ)[1]。植被的生物量是表征某種生態(tài)系統(tǒng)，它能夠獲取的能量的一種潛在的能力，它對這種生態(tài)系統(tǒng)的基本功能與生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)等都有一定的重要意義，也是用來反

2、映某個研究區(qū)域的生態(tài)環(huán)境狀況特征的一項重要的指標。某個研究區(qū)域的植被生長的情況，可以用來得知這個研究區(qū)域的生態(tài)環(huán)境狀況的好與壞。但是，某個研究區(qū)域的土壤水分含量，在某種程度上制約著植被的生長狀況及特征。然而，土壤水分含量作為陸地表面的一個重要的參數(shù)來說，它深刻影響著某個研究區(qū)域的氣象與氣候、能力的平衡、全球水循環(huán)的變化?；诠鈱W(xué)遙感影像數(shù)據(jù)的植被指數(shù)與草地地上生物量建立的遙感估算模型，是通過一定的相關(guān)關(guān)系分析方法，擬合出適合于本研究區(qū)的

3、草地地上生物量的統(tǒng)計回歸模型，并且，以該模型作為依據(jù)，用來反演估算草地地上生物量，進而實現(xiàn)實時性、動態(tài)性監(jiān)測大面積的草地資源。隨著遙感平臺的不斷發(fā)展，利用合成孔徑雷達（SAR）數(shù)據(jù)進行生物量的反演估算，已經(jīng)在草地生態(tài)狀況研究的領(lǐng)域內(nèi)成為一個比較新穎的研究課題。然而，作為一個新型的遙感平臺，SAR數(shù)據(jù)具備了全天時、全天候的優(yōu)點，并且不會受到氣候等因素的影響，還具備了很強的穿透地表的能力，是草地生態(tài)系統(tǒng)研究領(lǐng)域中極其重要的一個遙感數(shù)據(jù)信息源

4、，能夠準確地、快捷地反映出草地的生態(tài)環(huán)境狀況。因此，本文著重采用青海湖流域的草地生態(tài)環(huán)境要素的主被動遙感協(xié)同的反演技術(shù)，建立出適合青海湖流域草地生物量的反演方法，為多時間多空間尺度上的生態(tài)環(huán)境要素的反演提供了理論和方法支持。
　　本研究將青海湖流域作為研究區(qū)域，將青海湖流域的草地地上生物量作為一個重要的研究對象，并在青海湖流域的各種草地類型的草地樣方實地觀測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，分別采用被動光學(xué)遙感數(shù)據(jù)與主被動遙感數(shù)據(jù)對研究區(qū)草地地上生物

5、量進行反演估算，并且選取部分的實測數(shù)據(jù)來進行模型精度驗證和評價。通過該研究，得到了以下初步的結(jié)論：
　　1、在土壤條件植被指數(shù)（SAVI）研究中，當L=0.5時，S／N達到了最大值，隨后便逐漸減小，故青海湖流域草地最佳L取值為0.5。
　　2、基于被動光學(xué)遙感數(shù)據(jù)的生物量反演模型
　　對于不同的植被指數(shù)來說，基于SAVIL=0.5的統(tǒng)計回歸模型的判定系數(shù)均高于基于NDVI的統(tǒng)計回歸模型的判定系數(shù)。
　　對于不同的

6、統(tǒng)計回歸模型來說，基于Landsat8OLI、MODIS光學(xué)遙感影像的NDVI、SAVIL=0.5與實測生物量建立的三次多項式模型的判定系數(shù)均高于一元線性模型、對數(shù)模型、指數(shù)模型和冪函數(shù)模型。
　　3、基于主被動遙感數(shù)據(jù)協(xié)同的生物量反演模型
　　基于主被動遙感數(shù)據(jù)的改進后的水云模型估算的草地地上生物量與實測值的判定系數(shù)很高（R2=0.7286），散點都分布在1：1線周圍，該模型反演的精度較高（RMSE=46.40g/m2）。