高海拔山区草地物候提取方法对比分析

作     者：马勇刚 黄粤 肖正清 MA Yonggang;HUANG Yue;XIAO Zhengqing

作者机构：新疆大学资源与环境科学学院新疆乌鲁木齐830046 绿洲生态教育部重点实验室新疆乌鲁木齐830046 中国科学院新疆生态与地理研究所新疆荒漠与绿洲生态国家重点实验室新疆乌鲁木齐830011 新疆大学数学与系统科学学院新疆乌鲁木齐830046 

出 版 物：《武汉大学学报（信息科学版）》 (Geomatics and Information Science of Wuhan University)

年 卷 期：2022年第47卷第5期

页      面：753-761页

核心收录：

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 081802[工学-地球探测与信息技术] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 081602[工学-摄影测量与遥感] 0816[工学-测绘科学与技术] 

基　　金：国家自然科学基金(41761013) 新疆维吾尔自治区高校科研计划(XJEDU2017M007) 新疆维吾尔自治区自然科学基金(2019D01C022) 

主　　题：物候相机 遥感数据 物候观测 中国新疆天山 草地 曲线拟合方法 

摘      要：准确量测高海拔山区的植物物候对理解全球变化下的敏感生态系统的响应具有重要意义。利用物候相机和遥感技术开展物候信息的提取和对比,既能准确评估物候相机在山区植物物候提取的性能,又可为山区遥感物候数据反演提供重要参考。利用中国新疆维吾尔自治区天山山区人工观测、物候相机和遥感数据,测试了5种曲线拟合方式与4种物候参数提取方法的20种组合的物候参数提取结果,对比了3种数据在物候信息提取结果的异同。结果表明:(1)植物物候相机能在天山山区草地物候观测中提供高时间分辨率的绿度变化信息,是山区开展物候观测并验证遥感物候数据的有效手段。(2)山区雨雪天气等对相对绿度指数产生较强噪声影响,需要选择合适的滤波器进行去噪。(3)曲线拟合方式和物候提取方法均对物候参数数值产生影响。而提取方法可产生更明显的差异性,其中,阈值法和导数法提取的物候数值相近,开始期与人工观测的返青期一致性较好,停止期与枯黄期一致性较好;而Klosterman方法和Gu方法提取物候数值相近,提取的开始期与人工观测的返青末期一致性较好,停止期与人工观测的枯黄末期一致性较好。(4)20种不同滤波+提取方法的组合形式在山区遥感数据物候信息提取的有效性仅为48%,中分辨率成像光谱仪数据的最有效提取方法为Beck+Derivatives组合,可见光红外成像辐射套件数据的最优提取方法为Beck+Threshold组合和Elmore+Derivatives组合。