作物LAI的遥感尺度效应与误差分析

以黑河中游盈科绿洲为研究区, 利用Hyperion高光谱数据, 采用双层冠层反射率模型(ACRM)迭代运算反演LAI; 通过LAI的均值化(LAImean)以及Hyperion数据反射率线性累加反演LAI(LAIp), 定量分析LAI反演的尺度效应; 从模型的非线性和地表景观结构的空间异质性2个方面分析引起反演误差的原因, 并在LAI-NDVI回归方程的基础上利用泰勒展开的方法对低分辨率数据反演结果进行了误差纠正。结果表明, 地表景观结构的空间异质性是造成多尺度LAI反演误差的关键因素, 通过泰勒展开式能很好地实现大尺度数据LAI反演结果的误差纠正。     

植株冠层几何形状对草地反射率的影响

本研究建立了一个反映植被辐射传输和几何光学特性的混合模型,以模拟半干旱地区天然草地的多波段反射率值。该模型引入一个几何相似性参数,用以描述植株冠层的几何形状对叶/枝角分布、阴影地面比例、冠层和地面各光学分量、冠层反射率和总反射率的影响。模型模拟值与研究区3个不同退化程度羊草草地的实测值较为吻合,而且退化程度越轻的草地,模拟效果也越好。对于中度退化草地,在高度与冠幅之比（chw）不变的情况下,当45°≤太阳天顶角sza≤75°时,不同几何形状植株的总反射率之间无显著差异;当0°≤sza〈45°或75°〈sza≤90°时，锥体与球体和柱体植株的总反射率之间有较显著差异；而球体和柱体植株的总反射率之间始终无显著差异。当chw由小到大变化时，以上结论基本不变。     

华北平原十二万年以来的古气候变化

本文通过近十个钻孔孢粉分析结果的综合对比研究,建立起该地区晚更新世以来的综合孢粉图谱,绘制出气温曲线。把12万年以来的古气候分为三个阶段、七个气候期,包含有10个以上的主要气候波动。整个气温变化幅度在10℃左右。这条气候曲线与国内外典型气候曲线对比,说明了古气候变化具有全球性。     

应用MODIS卫星数据提取植被-温度-水分综合指数的研究

中分辨率成像光谱仪(MODIS)覆盖可见光、近红外和热红外的36个波段,其波谱分辨率高、信息量丰富.通过分析MODIS数据的波谱特性以及植被和土壤的反射波谱特征,选用可见光波段(0.66 μm)、近红外波段(0.86 μm、1.24 μm)提取修正的土壤调整植被指数(MSAVI)和归一化植被水分指数(NDWI);用两个热红外波段(8.6 μm、11 μm)反演植被冠层温度,并通过分析三者之间的耦合特征来提取反映植被水分状况的综合指标(VTWSI).用实测的植被水分数据和模拟的叶片等效水分厚度数据验证所提取的VTWSI值,拟合结果表明呈显著正相关,说明所提取的VTWSI可有效反映植被的水分状况.该项研究探讨了一种直接从卫星遥感数据提取植被水分指标的新方法,为研究干旱、半干旱地区的区域缺水提供简便途径.     

半干旱草场的多角度多波段反射率遥感模型

从几何光学(GO)模型出发,针对半干旱的草场植被,引入了多光谱冠层反射模型MSRM、土壤反射光谱Price模型以及土壤方向性反射Walthall模型,提出一种适用于区域尺度的多角度多波段反射率模型,并采用MISR和MODIS卫星数据进行验证,验证结果表明模型有较好的适用性。这为多角度、多波段遥感数据用于半干旱草场植被的定量研究提供了新的方法。     

基于能量的地表反照率遥感反演方法研究

从能量传输方程入手，推导出地表入射辐射通量密度的简便计算公式； 根据反照率定义，提出基于能量的地表反照率反演新方法。用鄱阳湖地区TM遥感数据试验，其误差为4.91%。该方法不但简便易行，所需野外数据较少，物理意义明确，而且省去了窄波段反照率的计算过程，是一种遥感反演区域反照率的好方法。     

MISR宽波段反照率反演及其与大气关系研究

以星载多角度传感器MISR为数据源反演宽波段反照率;根据入射辐射情况的不同(即是否考虑大气影响),将反照率分为理论反照率(Inherentalbedo)和实际反照率(Apparentalbedo)分别进行计算,并建立它们与大气状况的函数关系式,检验结果表明,该函数关系可靠。     

ASAR和TM数据协同反演植被覆盖地表土壤水分的新方法

考虑到主动微波和被动光学遥感数据反映地表土壤水分的各自优势,提出一种ASAR数据和TM数据协同反演植被覆盖土壤水分的半经验耦合模型.该模型通过简化MIMICS模型,将研究对象分为植被冠层和土壤层两部分,模拟了冠层叶片含水量与单位体积内植被消光系数,后向/双向散射系数的经验关系,减少了模型的输入参数,使模型最关键的输入参数为光学易于反演的叶面积指数LAI.LAI采用PROSAIL模型进行反演,实现微波和光学模型的耦合,并引入植被均方根高度（Sveg）来修正冠层重叠造成的雷达阴影效应,然后对半经验模型的系数进行了参数敏感性分析,发现在LAI较小时（LAI≤3）,模型更为适用.最后,选用甘肃黑河试验区的TM,ASAR数据,利用耦合模型生成了研究区土壤水分布图,并利用地面实测数据对该耦合模型和MIMICS模型进行比较验证.结果表明：通过对雷达阴影效应的校正,该模型反演的地表土壤水分与实测值的平均相对误差Er从17.6%减小到10.4%,RMS从0.055降低到0.031g/cm3.同时,耦合模型的反演效果明显好于MIMICS模型单独反演的结果（Er=22.7%,RMS=0.068g/cm3）;表明在LAI较小的区域,该主被动遥感耦合模型能有效的反演土壤水分,取得较好的反演精度.     

利用遥感和GIS研究内蒙古中西部地区环境变化

利用TM和MSS卫星遥感数据提取反映生态环境的植被、土壤亮度、湿度、热度指数，结合气候数据和其它地学辅助信息，在GIS的支持下建立环境质量评价模型；利用该模型评价了内蒙古中西部地区19876、1987、1996年跨越20年的环境变化，从区域平均环境质量指数的变化和各级指数分布的区域面积变化两方面说明了研究区20年来的环境退化；分析了气候因子对环境质量变化的影响，定量说明了半干旱地区影响环境变化的气候因子主要是湿润度，指出20年来人为因素对环境质量的影响呈现越来越大的趋势。     

三维GIS场景绘制中的硬件加速

三维GIS的场景绘制涉及许多复杂对象且数据量巨大，给表达的真实性和实时性带来困难。基于NV扩展的OpenGL应用开发，可以充分利用图形加速卡的功能，有效地实现绘制性能的提高。该文阐释了加速原理和实现过程，并进行了实例研究和对比分析。