基于MODIS数据的小麦生物量估算模型研究

地表生物量对农作物估产、植被长势评估具有很重要的意义。随着遥感技术的发展与应用,遥感为生物量估算提供了一种新的手段。本文以唐山市为例,利用小麦种植区的MODIS遥感影像数据和同期野外调查获得的16组32个生物量数据,对比分析了归一化植被指数(NDVI)、增强型植被指数(EVI)与小麦生物量多个回归方程的相关系数,进而建立了NDVI、EVI与小麦生物量的线性回归模型。结果显示,使用MODIS数据的植被指数能够很好地对研究区地上生物量进行估算,其中使用EVI的三次函数模型拟合精度最高,并且对每组数据进行平均处理会使模型精度进一步提高。     

GPS反射信号信噪比与NDVI相关性研究

归一化植被指数（normalized difference vegetation index,NDVI）作为重要的植被生长状况植被指数,对其进行有效实时监测具有重要科学意义。选择4个大陆板块边界观测网（plate boundary observatory,PBO）观测站的GPS信噪比观测值,提取反射信号信噪比并计算归一化振幅,通过与MODIS（moderate resolution imaging spectroradiometer）NDVI产品时序频谱特征的相关性分析,建立GPS反射信号植被指数线性反演模型和BP神经网络反演模型。分析发现:GPS反射信号信噪比归一化振幅与NDVI指数存在显著年周期性和季候特性,NDVI线性反演模型相关系数均约为0.7,均方根误差处于0.05~0.09之间,BP神经网络反演模型相关系数提高了约5%。利用GPS反射信号反演NDVI变化趋势具有可行性,为获取高时间分辨率、低成本的NDVI指数提供了一种新思路。     

基于MODIS数据的浒苔信息提取方法研究

浒苔是一种大型绿藻,大量浒苔爆发会严重影响景观,干扰旅游观光和水上运动的进行。本文利用NASA提供的MODIS02的250m分辨率影像,分别采用了比值法、归一化植被指数法和监督分类中的最小距离分类,提取了浒苔的信息,实验结果表明,三者都可以提取浒苔信息,但是比值法提取的结果最好,最小距离分类很难与薄云区分,必须加入人工目视解译,归一化植被指数可以区分出薄云,但是遗漏较多。     

遥感植被指数对多时相AVHRR数据主成分分析的影响

对中国全年36个旬NOAA－AVHRR的1km覆盖数据进行两步处理：分别采用比值植被指数RVI、归一化植被指数NDVI、土壤调整植被指数SAVI和修改型土壤调整植被指数MSAVI最大值合成方法从每3旬数据合成每月数据；对每一种处理后的原始数据计算四种植被指数，并对这16种数据进行了主成分变换，分析不同处理方式对主分量积累方差和各主分量所分映生物学规律的影响。     

多时相MODIS指数提取东北三省水稻种植面积

为准确提取水稻面积,以东北为研究区域,采用多时相16d合成MODIS增强型植被指数数据和8d合成MODIS地表反射率数据提取水稻种植分布。选取水稻代表样点利用IDL编程提取物候曲线,利用归一化植被指数(NDVI)将水稻与其他明显地类区分,然后建立水稻增强型植被指数(EVI)、地表水体指数(LSWI)之间的相关关系,结合最新2015年土地利用数据提取东北三省2015年水稻种植面积。同时运用运筹学理论建立省级尺度水稻判别条件最优化模型,分析其在空间分布上的差异性和相关性,并将结果与统计年鉴进行对比分析,分析表明MODIS数据适合大区域省级范围水稻面积的提取,精度可达90%以上。由此得出,MODIS数据在省级尺度提取水稻种植面积上有着较大的优势。     

基于MODIS NDVI的科尔沁沙地荒漠化动态监测

以MODIS植被指数产品为数据源,利用归一化植被指数(NDVI)与植被盖度的高相关性,以NDVI为荒漠化评价的定量依据进行荒漠化程度划分,得出科尔沁沙地2000年与2007年的NDVI分级分布图,并分别统计出相应的不同程度荒漠化土地面积所占比例; 最后,利用不同等级荒漠化土地面积所占比例和NDVI分级分布图所提供的空间分配状况来评价研究区荒漠化程度及动态变化状况.研究结果表明,2000年至2007年科尔沁沙地荒漠化程度总体上呈减少趋势.     

基于随机森林的GF-2影像土地利用分类研究

高分二号卫星是我国自主研制的第一颗亚米级遥感卫星。其影像因信息丰富、纹理清晰等特点,被广泛应用于土地利用分类研究中。随机森林是一个包含多个决策树的分类器,是遥感影像土地利用分类方面的一种有效方法。针对单纯的随机森林方法在土地分类中存在的错分的情况。本文基于灰度共生矩阵提取影像纹理信息,同时利用影像的归一化差分植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI),将影像的归一化差分植被指数和纹理信息相结合,采用随机森林的方法进行土地利用分类并得到了较高的分类精度。实验证明了该方法对高分辨率卫星遥感影像的土地利用分类具有较好的效果。     

基于GPS-IR的归一化植被指数反演

针对利用GPS接收机在接收L波段信号时对周围植被水分含量较为敏感的特性,使用GPS反射信号的变化,进行测站归一化植被指数(NDVI)反演.利用2个GPS参考站近5年的连续观测数据计算的归一化微波反射指数(NMRI),构建了反演NDVI的一元线性模型.NMRI整体变化趋势与同时间段内中分辨率成像光谱仪(MODIS)NDV...     

土壤湿度信息遥感研究

土壤湿度是农业生产与应用过程中非常重要的因素,决定农作物的水分供应状况.本文利用MODIS产品数据获取的归一化植被指数(NDVI)和陆面地表温度(Ts)构建Ts-NDVI特征空间,根据温度植被干旱指数(TVDI)的研究原理与方法,对研究区2010年5～8月份土壤湿度分布情况进行遥感监测.结合气象数据与土壤墒情资料对局部...     

雷达相干性与NDVI经验模型

植被的覆盖程度是造成雷达影像失相干的重要因素.通常,在森林等植被覆盖严重的地区,相干性相对较低,而在城市等植被覆盖率较低的地区,相干性较高.本文基于2017年珠江三角洲地区的MODIS归一化植被指数(NDVI)与Sentinel-1雷达卫星影像相干性,建立线性回归和幂函数回归模型,并利用两种模型预测该地区2016年的相...     

基于地面试验的植被覆盖率估算模型及其影响因素研究

以植被覆盖率的遥感反演为研究主线,以玉米作物为例,在基于地面试验获得作物光谱、叶面积指数和多角度覆盖率的基础上,对目前普遍采用的两种基于植被指数的植被覆盖率估算模型进行了精度比较,同时对植被覆盖率反演的影响因子(叶面积指数、植被空间分布和观测角度)进行了分析.由此得到:估算植被覆盖率的最优植被指数为归一化植被指数;叶面积指数对植被指数与植被覆盖率间关系的影响随植被的生长不断增大;植被空间分布对垂直覆盖率的估算影响很小.对于多角度覆盖率有这样的规律,即在4种空间分布下,以0°观测天顶角(VZA)为中心,在相反方位角上随VZA的增加,覆盖率值基本呈对称分布;在玉米刚出苗时,覆盖率随VZA的增加而增加,当VZA=0°时达到最小值,而随着玉米的进一步生长,4种分布条件下覆盖率随VZA的增加反而降低,在VZA=0°时达到最大值.     

MODIS NDVI和AVHRR NDVI 对草原植被变化监测差异

以草地作为研究载体,对比分析草原植被AVHRR NDVI和MODIS NDVI两种NDVI序列的年内、年际变化特征,讨论两种NDVI序列对降水量、平均气温和水汽压3种气候因子的响应差异,为合理选择NDVI序列对植被进行监测研究提供参考。结果表明：(1)两种NDVI序列所反映的草原植被年内变化趋势相似,但MODIS NDVI对各类草原的区分度优于AVHRR NDVI;(2)两种NDVI序列所反映的2000年—2003年草原植被年际变化差异明显。较之于MODIS NDVI,AVHRR NDVI变化趋势分类图表现出更强的植被改善趋势,植被改善面积在AVHRR NDVI变化趋势分类图中占94.25%,在MODIS NDVI中为83.33%;两种NDVI变化趋势分类图反映的植被变化趋势吻合度为52.88%。(3)两种NDVI序列与水汽压、降水量相关性差异显著。MODIS NDVI与各站点平均气温的相关系数均大于GIMMS NDVI;而MODIS NDVI与水汽压的相关系数83%(10个站点)小于GIMMS NDVI,与降水量的相关系数67%(8个站点)小于GIMMS NDVI。     

Comparison of eMODIS and MOD/MYD13A2 NDVI products during 2012–2014 spring green-up periods in Alaska and northwest Canada

Accurate monitoring of vegetation dynamics is required to understand the inter-annual variability and long term trends in terrestrial carbon exchange in tundra and boreal ecoregions. In western North America, two Normalized Vegetation Index (NDVI) products based on spectral reflectance data from the Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) are available. The MOD/MYD13A2 NDVI product is available as a 16-day composite product in a sinusoidal projection as global hdf tiles. The eMODIS Alaska NDVI product is available as a 7-day composite geotif product in a regional equal area conic projection covering Alaska and the entire Yukon River Basin. These two NDVI products were compared for the 2012–2014 late May–late June spring green-up periods in Alaska and the Yukon Territory. Relative to the MOD/MYD13A2 NDVI product, it is likely that the eMODIS NDVI product contained more cloud-contaminated NDVI values. For example, the MOD/MYD13A2 product flagged substantially fewer pixels as “good quality” in each 16-day composite period compared to the corresponding MODIS Alaska NDVI product from a 7-day composite period. During the spring green-up period, when field-based NDVI increases, the eMODIS NDVI product averaged 43 percent of pixels that declined by at least 0.05 NDVI between 2 composite periods, consistent with cloud-contamination problems, while the MOD/MYD13A2 NDVI averaged only 6 percent of pixels. Based on a cloudy Landsat-8 scene, the eMODIS compositing process selected 23 percent pixels, while the MOD/MYD13A2 compositing process selected less than 0.003 percent pixels. Based on the results, it appears that the MOD/MYD13A2 NDVI product is superior for scientific applications based on NDVI phenology in the tundra and boreal regions of northwestern North America.     

AMSR-E微波极化指数与MODIS植被指数关系研究

首先，利用辐射传输方程对微波极化指数（MPI，Microwave Polarization Index)进行推导，以AMSR-E像元经纬度为控制条件，采集与之对应的MODIS植被指数（ LAI/NDVI），并将其平均值作为AMSR-E对应像元的值； 然后，对AMSR-E微波极化指数与LAI/NDVI进行相关分析。结果表明，MPI与LAI/NDVI之间存在着指数关系，而且频率越低，相关性越好。     

基于Landsat TM的城市热岛效应与地表特征参数稳健关系模型

 首先,利用Landsat TM热红外影像结合地面气象观测资料反演地面温度,揭示了济南市夏季城市热岛效应| 然后,基于稳 健的LTS与最小二乘回归（LS）分析探讨了城乡地面热辐射与地表特征参数的线性变化趋势,认为植被指数（NDVI、SAVI和TCG）、 湿度指数（NDMI和TCW）以及近红外反照率与地表温度的变化趋势相反,亮度指数（NDBI和TCB）和可见光反照率与地表温度的变化 趋势一致,而短光波段反照率与地表温度不存在明显相关趋势。研究结果表明,NDMI能很好地解释地表温度变化,且最为稳健; 其次是NDVI、SAVI、TCG和NDBI,它们对地表温度的解释程度高且稳健性较强; 可见光反照率虽能较好解释地表温度,但其稳健性 较差; 近红外反照率、TCW和TCB对地表温度的解释程度和稳健性相对较低。     

Empirical comparison of noise reduction techniques for NDVI time-series based on a new measure

This study empirically compared noise reduction techniques for the normalized difference vegetation index (NDVI) time-series based on a new absolute measure using a time-series of 16-day composite NDVI images extracted from the Terra Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) products covering the Poyang Lake area in China. We proposed an approach to accurately extract representative NDVI temporal profiles for the 12 land cover cluster types by clustering profiles, selecting optimal number of clusters, merging and labeling clusters, and selecting the representative NDVI profiles. The geometric average of the mean average distance between the reconstructed profile and the raw profiles, and the mean average distance between the reconstructed profile and the upper envelope (D_g(nr, c)) was selected as the most appropriate measure substitutive to RMSE for the evaluation of the noise reduction effects, when the ‘true’ profiles were not available. The running median, mean value, maximum operation, end point processing, and Hanning smoothing (RMMEH) filter and iterative Savitzky–Golay filter were the two most appropriate noise reduction techniques for the NDVI temporal profiles of the study area in the evaluation of noise reduction effects by the seven techniques. The robust framework using the proposed approach for the accurate extraction of representative NDVI temporal profiles and (D_g(nr, c)) in this study, is applicable in the evaluation of noise reduction effects using different techniques and in other study areas.     

Abrupt spatiotemporal land and water changes and their potential drivers in Poyang Lake, 2000–2012

Driven by various natural and anthropogenic factors, Poyang Lake, the largest freshwater lake in China, has experienced significant land use/cover changes in the past few decades. The aim of this study is to investigate the spatial–temporal patterns of abrupt changes and detect their potential drivers in Poyang Lake, using time-series Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) 16-day maximum value composite vegetation indices between 2000 and 2012. The breaks for additive seasonal and trend (BFAST) method was applied to the smoothed time-series normalized difference vegetation index (NDVI), to detect the timing and magnitude of abrupt changes in the trend component. Large part of Poyang Lake (98.9% for trend component) has experienced abrupt changes in the past 13 years, and the change patterns, including the distributions in timing and magnitudes of major abrupt trend changes between water bodies and land areas were clearly differentiated. Most water bodies had abrupt increasing NDVI changes between 2010 and 2011, caused by the sequential severe flooding and drought in the two years. In contrast, large parts of the surrounding land areas had abrupt decreasing NDVI changes. Large decreasing changes occurred around 2003 at the city of Nanchang, which were driven by urbanization. These results revealed spatial–temporal land cover changing patterns and potential drivers in the wetland ecosystem of Poyang Lake.     

1982-2013年青藏高原植被动态变化时序分析

针对不同的数据源及时间和空间尺度会使植被覆盖度及其与气象因子影响的结果有所差别这一情况,该文基于青藏高原1982-2012年GIMMS NDVI和2001-2013年MODIS NDVI遥感数据集,结合研究区内12个典型的气象站点数据,进行了青藏高原地区植被覆盖时空动态变化规律及其与气象因子响应的时序分析,并利用重合时间段的数据对比分析了两种传感器在青藏高原地区对植被动态变化监测方面的差异.结果表明:近30年来,青藏高原地区植被呈整体改善趋势,尤其是高海拔地区;不同阶段植被的变化趋势有所不同;两种传感器在反映植被动态变化趋势上差异显著,但两者与气候因子的响应规律相同.