植被指数及其研究进展

介绍了植被的光谱特征，概述了几种常见的植被指数及其优缺点。对MODIS探测器监测植被的特点和美国NASA归一化差值植被指数(NDVI)和增强植被指数(EVI)产品特性和不足做了说明。指出了研究西北地区MODIS植被指数的重要意义。     

基于MODIS植被指数的塔河流域植被时空变化特征研究

基于获取的塔河流域2000~2014年历年4~10月间逐月MODIS植被指数产品,采用时间序列谐波分析法(HANTS)对最大值合成的逐月NDVI时间序列数据进行了重建,用趋势线分析法对塔河流域近15年生长季(4~10月)MODIS NDVI的时间变化进行计算,用一元线性回归趋势法计算得到了塔河流域近15年生长季(4~10月)NDVI变化趋势的空间分布。结合植被类型分布图对计算得到的实验结果进行了研究分析,总结了塔河流域多年植被覆盖的时空分布及其变化规律,成果可为塔河流域综合治理及生态环境评价提供依据。     

Remote sensing monitoring of land restoration interventions in semi-arid environments with a before–after control-impact statistical design

Restoration interventions to combat land degradation are carried out in arid and semi-arid areas to improve vegetation cover and land productivity. Evaluating the success of an intervention over time is challenging due to various constraints (e.g. difficult-to-access areas, lack of long-term records) and the lack of standardised and affordable methodologies. We propose a semi-automatic methodology that uses remote sensing data to provide a rapid, standardised and objective assessment of the biophysical impact, in terms of vegetation cover, of restoration interventions. The Normalised Difference Vegetation Index (NDVI) is used as a proxy for vegetation cover. Recognising that changes in vegetation cover are naturally due to environmental factors such as seasonality and inter-annual climate variability, conclusions about the success of the intervention cannot be drawn by focussing on the intervention area only. We therefore use a comparative method that analyses the temporal variations (before and after the intervention) of the NDVI of the intervention area with respect to multiple control sites that are automatically and randomly selected from a set of candidates that are similar to the intervention area. Similarity is defined in terms of class composition as derived from an ISODATA classification of the imagery before the intervention. The method provides an estimate of the magnitude and significance of the difference in greenness change between the intervention area and control areas. As a case study, the methodology is applied to 15 restoration interventions carried out in Senegal. The impact of the interventions is analysed using 250-m MODIS and 30-m Landsat data. Results show that a significant improvement in vegetation cover was detectable only in one third of the analysed interventions, which is consistent with independent qualitative assessments based on field observations and visual analysis of high resolution imagery. Rural development agencies may potentially use the proposed method for a first screening of restoration interventions.     

Verification of vertically generalized production model and estimation of primary production in Sagami Bay,Japan

The Vertically Generalized Production Model (VGPM) was verified by the primary production data of the Sagami Bay, Japan. The VGPM with open ocean parameters including P ^B _opt , maximum primary production per unit of chlorophyll a in the water column, explained only 40% of the variability of integrated primary production. Formulations of the open ocean P ^B _opt showed no correlation with in situ P ^B _opt . Adjustment of the parameters of chlorophyll a and temperature dependent P ^B _opt improved the estimation of integrated primary production to 47% of the variation. Vertical integration parameters of VGPM also have to be adjusted to improve the estimation. Integrated primary production calculated with a stronger light dependency and with the adjusted P ^B _opt model can explain 74% of the variation. This model was used to estimate primary production of the Sagami Bay during 2003 with satellite data. In situ measurements on cloudy days indicate that the use of satellite data from sunny days only overestimates primary production.     

基于分形插值技术的MODIS资料几何纠正方法

在讨论了MODIS（Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer,中分辨率成像光谱仪）遥感图像几何畸变的成因后,引入了利用MODIS数据间的互补性去除这种“双眼皮”现象的概念,其后采用了分形插值的方法对数据进行重采样。在与其它几何纠正和插值方法进行对比的结果表明,该方法能较好地去除边缘重叠影响,并能保持原有云图的特征和信息,对MODIS资料数据的后续反演工作有一定意义。     

台湾海峡及周边海区MODIS气溶胶光学厚度有效性验证

大气气溶胶通常是指悬浮在大气中直径小于10μm的液态或固态的微小粒子.对流层气溶胶是陆地-大气-海洋系统的重要组成部分.它通过直接或间接辐射强迫强烈地影响着地-气系统的辐射收支平衡,进而影响全球环境和气候,是气候变化研究的一个重要因子.气溶胶光学厚度是气溶胶最重要的参数之一,是表征大气浑浊度的重要物理量,也是确定气溶胶气候效应的一个关键因子和大气模型的一个重要参量[1].探测气溶胶光学厚度可以采用陆基探测方法,如太阳辐射计、天空辐射计、日射强度计等,也可以采用卫星遥感观测的方法.     

SeaWiFS和MODIS叶绿素浓度数据及其融合数据的全球可利用率

对2001年Sea WiFS和MODIS叶绿素浓度数据的全球可利用率进行了定量分析，二者在全球范围的变化趋势一致，年平均可利用率分别为12．4％和13．6％，其中MODIS叶绿素浓度的可利用率略高于SeaWiFS。利用小波变换方法对二者进行数据融合，经分析：SeaWiFS／MODIS叶绿素浓度融合数据相对于单一传感器数据提高了全球可利用率，其年平均为20．50％；融合数据保持了较高空间分辨率MODIS数据的海洋特征；融合数据与实测值比较，差值的均值和标准偏差分别为0．16mg／m^3和1．07mg／m0（SeaWiFS：0．46mg／m^3和2．22mg／m^3，MODIS：0．13mg／m^3和0．82mg／m^3）。与MODIS和Sea WiFS相比。融合数据接近MODIS优于SeaWiFS。结果表明小波变换方法用于SeaWiFS和MODIS叶绿素浓度数据融合的有效性。     

MODIS数据在海冰遥感中的应用

MODIS数据作为中国可见光遥感的重要数据源之一,目前已经在许多领域获得了重要应用.国家卫星海洋应用中心从2000年开始接收处理MODIS数据,并同时为海冰预报提供海冰遥感图像服务.本文利用MODIS卫星遥感的原始数据,通过对数据进行地理定位、辐射定标等处理,形成MODIS数据的一级产品,并利用海冰实验的实测数据和海冰光谱分析,对一级产品进行定量化处理,获得了海冰厚度、密集度和外缘线等海冰数值产品,逐步应用于海冰的预报服务.     

藏北高原那曲地区不同下垫面地表粗糙度的变化特征研究

利用2008年、2010年和2012年藏北高原那曲地区MODIS卫星数据和站点大气湍流观测数据,分别应用Massman反演模型和一种确定地表粗糙度的独立方法,计算并分析地表粗糙度的时空变化特征并对反演模型进行验证,分析Z0m存在着明显的季节性变化特征。2—8月伴随冰雪消融与植被生长,Z0m逐渐增大,站点Z0m最大可达4～5 cm。9月至次年2月由于高原季风的衰退期等原因,Z0m逐渐减小,站点Z0m减小至1～2 cm。异常年份的降雪是Z0m明显低于常年的主要原因。依据Z0m的由小到大可以将下垫面分为冰雪类、稀疏草地类、茂盛草地类、城镇类4类,其中茂盛草地类和稀疏草地类分别占区域62. 49%和33. 74%,为主要类别,其Z0m年变化分别在2～6 cm和1～4 cm之间。两种计算方法得出的结论相关性较好,由于平均滑动作用,反演资料较实测计算结果偏小。整体而言,利用卫星数据反演算法计算的Z0m是可行的,并可应用于改进陆面模式参数,提高模式模拟的准确性,能更好的揭示区域的热通量交换。     

基于MODIS数据的甘肃主要水库水体面积变化特征

掌握甘肃主要水库的水体面积变化规律,对"甘肃省国家生态安全屏障综合试验区"建设具有重要参考意义。基于2000—2014年MODIS的8 d合成地表反射率产品MOD09资料,利用WI1水体指数,对甘肃四大水库双塔、昌马、红崖山和刘家峡的水体面积进行监测,并与兰州区域气候中心实时接收的卫星资料目视解译结果进行对比、建立相关关系,进而对上述水库水体面积变化状况进行研究。结果表明:甘肃四大水库8 d合成产品MOD09反演的水体与卫星实时资料目视解译结果均具有很好的相关性,且变化趋势较一致,MOD09产品反演结果能够反映水体实时变化状况,可用于水库水体面积的变化特征研究。近10 a多,甘肃四大水库水体面积表现出春季或秋季较大、夏季最小的年内分布特征,各水库水体面积的年际变化趋势较复杂,疏勒河上的昌马和双塔水库春、夏、秋三季水体面积的年际变化趋势不明显,而红崖山和刘家峡水库水体面积均呈波动增加趋势,这对甘肃中西部农业灌溉极为有利。