發(fā)布時(shí)間：2020-04-03 10:30

【摘要】：衛(wèi)星遙感是長(zhǎng)時(shí)序大尺度陸表變化監(jiān)測(cè)的唯一手段,但受云、氣溶膠、觀測(cè)幾何以及傳感器故障等因素的影響,遙感時(shí)間序列存在不連續(xù)性和噪聲。數(shù)據(jù)質(zhì)量與完整性問題制約了其對(duì)陸表變化的分析能力。本文以MODIS葉面積指數(shù)(LAI)產(chǎn)品為例,探索高質(zhì)量遙感時(shí)間序列重建方法,同時(shí)基于MODIS時(shí)間序列分析松嫩平原西部典型鹽堿化草地變化特征,主要工作與結(jié)論如下:(1)針對(duì)異質(zhì)景觀下基于生態(tài)系統(tǒng)物候關(guān)聯(lián)插值的不確定性,建立了面向異質(zhì)景觀(生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部異質(zhì)性)的增強(qiáng)生態(tài)系統(tǒng)插值算法(EEDTI)。EEDTI增強(qiáng)了物候關(guān)聯(lián)的量化和篩選過程以及參考信息的利用機(jī)制,顯著提高了異質(zhì)草地MODIS LAI時(shí)間序列的插值精度,尤其是較長(zhǎng)數(shù)據(jù)缺失間隔的插值。數(shù)據(jù)缺失60-70%時(shí)其插值精度R~2仍能達(dá)到0.9左右,NRMSE在0.2左右。(2)在EEDTI基礎(chǔ)上發(fā)展了耦合時(shí)空約束插值與靜態(tài)小波變換的時(shí)間序列重建方法。插值過程集成了局部時(shí)序特征、空間物候關(guān)聯(lián)和氣候曲線信息,通過耦合靜態(tài)小波變換減弱誤差累積并實(shí)現(xiàn)時(shí)間序列平滑。從插值角度,耦合算法優(yōu)化了時(shí)空信息利用機(jī)制,對(duì)不同陸表場(chǎng)景,其較EEDTI更具普適性。(3)基于MODIS LAI時(shí)間序列分析了近十幾年松嫩草地物候時(shí)空變化。松嫩草地返青、休眠和生長(zhǎng)季長(zhǎng)度的空間格局主要受草地鹽堿化格局的影響。年際變化上,在降水增多驅(qū)動(dòng)下,生長(zhǎng)季LAI峰值時(shí)間呈提前趨勢(shì)。通過將生長(zhǎng)季分段分析更加明確了草地秋季物候的影響因素。較多的春夏降水通常會(huì)促使草地更早達(dá)到峰值,進(jìn)而導(dǎo)致草地休眠的提前。(4)協(xié)同MODIS EVI與NDWI分析了2000-2017年松嫩草地變化趨勢(shì)。在降水增多和人類干擾減弱的背景下,松嫩草地約56%區(qū)域EVI顯著上升�；�于EVI與NDWI對(duì)陸表狀態(tài)不同的響應(yīng)機(jī)理和草地鹽堿化及恢復(fù)的生態(tài)過程,發(fā)現(xiàn)了多樣的草地恢復(fù)模式。EVI顯著下降的區(qū)域僅為2%。不顯著的EVI趨勢(shì)集中分布在人工干預(yù)明顯的吉林省鎮(zhèn)賚縣,但其EVI趨勢(shì)仍表現(xiàn)出對(duì)局部地形的依賴性,即地勢(shì)越低洼其上升趨勢(shì)越不顯著甚至下降,這可能與自然積鹽和鹽堿化較嚴(yán)重區(qū)域人工干預(yù)的負(fù)面影響有關(guān)。
【圖文】：

km × 100 km。實(shí)驗(yàn)區(qū)處于溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，雨熱同季，無霜期較短，植被具有典型的季節(jié)性特征。A 區(qū)年降水量約為 390 mm，主要未退化草地類型為半濕潤(rùn)草甸草原。B 區(qū)年降水量約為 360 mm。實(shí)驗(yàn)區(qū)內(nèi)草地由于不同程度的鹽堿化和沙化導(dǎo)致草地群落處于不同的演替階段。群落組成差異導(dǎo)致其景觀尺度下陸表物候行為不同，，而呈現(xiàn)典型的生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部異質(zhì)性，如 2007 年 A 區(qū)和 B 區(qū)草地 LAI 時(shí)間序列中值的空間變異系數(shù)（標(biāo)準(zhǔn)差/平均值）分別約為 38%和 34%，適于評(píng)價(jià) LAI 時(shí)間序列時(shí)空插值算法在異質(zhì)景觀下的插值性能。

實(shí)驗(yàn)區(qū)草地2007年LAI時(shí)間序列中值空間分布
【學(xué)位授予單位】：中國地質(zhì)大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：P237

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本文編號(hào)：2613257