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地表生态类型BRDF形状约束的针阔混交林植被聚集指数估算

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遥感学报 2024年第4期28卷 995-1009页

作者：谢蕊焦子锑董亚冬崔磊尹思阳张小宁常雅轩郭静北京师范大学地理科学学部遥感科学与工程研究院北京100875 北京师范大学遥感科学国家重点实验室北京100875 中国科学院空天信息创新研究院北京100101

聚集指数CI(Clumping Index)是植被冠层的一个重要结构参数,对植被冠层的辐射截获,以及全球碳、水循环的研究均有重要作用。现有星载CI产品的估算主要是基于CI-NDHD(Normalized Difference between Hotspot and Dark spot)线性模型方法... 详细信息

聚集指数CI(Clumping Index)是植被冠层的一个重要结构参数,对植被冠层的辐射截获,以及全球碳、水循环的研究均有重要作用。现有星载CI产品的估算主要是基于CI-NDHD(Normalized Difference between Hotspot and Dark spot)线性模型方法,由于针叶林和阔叶林在叶片尺度上存在聚集层级的差异,该模型对它们分别采用了不同的模型系数。但是,该模型对中粗分辨率的针阔混交林像元通常采用阔叶林的CI反演系数,因此,理论上会导致该类型CI的高估。为此,本文提出了一种动态选取混交林像元端元CI组分的方法,以改进针阔混交林植被聚集指数的估算精度。首先,通过国际地圈—生物圈计划(IGBP)的地表类型和描述二向性反射分布函数BRDF(Bidirectional Reflectance Distribution Function)特征的地表各向异性平整指数AFX(Anisotropic Flat Index)进行双重约束,逐像元地计算端元CI值;然后,结合高分辨率的土地覆盖分类数据确定端元在像元中的面积比例,并估算MODIS针阔混交林像元的聚集指数MFCI(Mixed Forest CI);最后,将方法应用于研究区MODIS数据的MFCI估算,并通过地面实测数据进行精度评价。结果表明:目前的MODIS产品算法高估了针阔混交林像元的CI值,而MFCI估算方法在CI-NDHD算法的基础上,可以较显著地改善该类型聚集指数的估算精度,当针叶林树种成数达到60%时,精度改善可达28.03%,其中,改进结果的均方根误差(RMSE)和偏差(Bias)各降低约84%和175%。研究表明,MFCI方法对针阔混合像元的端元组分的变化敏感,在高分辨率地表分类已知的条件下,MFCI方法为针阔混交林CI产品生产和精度提高提供了可行的解决方案。

关键词：遥感聚集指数混交林 MODIS AFX NDHD MFCI

Ross-Li核驱动模型热点参数化及其校正——以POLDER数据为例

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遥感学报 2019年第4期23卷 661-672页

作者：常雅轩焦子锑董亚冬张小宁何丹丹尹思阳崔磊丁安心北京师范大学地理科学学部遥感科学与工程研究院北京100875 北京师范大学遥感科学国家重点实验室北京100875 北京师范大学北京市陆地表面遥感数据产品工程技术研究中心北京100875 北京师范大学水科学研究院北京100875

半经验、核驱动二向性反射分布函数(BRDF)模型是多角度遥感领域的一个重要模型,其热点效应在应用BRDF反演其它地表参数时有重要作用。本研究针对树冠内部叶片的间隙对热点的影响,对几何光学核的重叠函数进行热点效应的改进,并利用POLDE... 详细信息

半经验、核驱动二向性反射分布函数(BRDF)模型是多角度遥感领域的一个重要模型,其热点效应在应用BRDF反演其它地表参数时有重要作用。本研究针对树冠内部叶片的间隙对热点的影响,对几何光学核的重叠函数进行热点效应的改进,并利用POLDER多角度观测数据集,对改进热点效应后的不同核函数组合模型的最优热点参数进行了确定。通过最小均方根误差(RMSE)筛选出最优热点参数,进一步分析不同模型对热点参数的敏感性和RMSE随热点参数的变化情况。结果表明:(1)该热点参数化方法可用于Ross-Li核驱动模型不同核函数组合的情况,热点校正后的模型相对于原模型很好地改善了对热点反射率的拟合能力;(2)热点参数最优值在几何光学核为LSRC(LiSparseRChen)与LDRC(LiDenseRChen)组成的模型中出现明显差别,C1在LDRC模型中的值远小于LSRC模型,主要是因为LDRC核函数自身较好考虑了树冠尺度下的热点效应,所以该热点参数改进方法起到的补偿作用较小;(3)总体上,同一模型的C1参数比C2参数对热点的变化更敏感。本研究为Ross-Li核驱动模型的热点效应进一步校正及热点参数的取值范围提供了依据,对Ross-Li模型的推广有重要意义,改进热点效应后的模型可用于未来国产多角度卫星的数据处理流程中,以获取加精确的地物热点反射率信息。

关键词：遥感 BRDF 核驱动模型热点参数校正 POLDER数据敏感性分析

基于星载POLDER冰雪数据评价3个BRDF模型

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遥感学报 2022年第10期26卷 2060-2072页

作者：郭静焦子锑丁安心董亚冬张小宁崔磊尹思阳常雅轩谢蕊北京师范大学地理科学学部遥感科学与工程研究院北京100875 北京师范大学遥感科学国家重点实验室北京100875 北京师范大学水科学研究院北京100875

冰雪在短波区域具有很强的各向异性反射特征,对全球能量平衡及水循环等有重要作用。目前,国内外学者发展了一系列应用于冰雪的二向性反射分布函数BRDF(Bidirectional Reflectance Distribution Function)模型,全面比较和评估这些模型对... 详细信息

冰雪在短波区域具有很强的各向异性反射特征,对全球能量平衡及水循环等有重要作用。目前,国内外学者发展了一系列应用于冰雪的二向性反射分布函数BRDF(Bidirectional Reflectance Distribution Function)模型,全面比较和评估这些模型对星载多角度遥感产品的业务化模型选择有重要参考价值和指导意义。本文基于全球POLDER冰雪多角度反射率数据,选取3个模型,包括核驱动、半经验的MODIS业务化RTLSR模型、渐进辐射传输物理模型ART以及新发展的RTLSRS模型进行了全面比较分析,研究结果表明:(1)在拟合所有POLDER数据时,RTLSRS模型都具有最高精度,对于单组纯雪数据,RTLSRS模型的最小二乘拟合的均方根误差(RMSE)比ART模型降低了45.45%,仅为RTLSR模型的18.46%。对于非纯雪数据,RTLSRS模型与RTLSR模型的拟合能力总体差别不大,但其RMSE比RTLSR模型降低了67.5%,ART模型的精度最差。(2)虽然RTLSRS可以高精度拟合所有数据,但该模型拟合纯雪(R2=0.969,RMSE=0.012)精度较优于非纯雪(R2=0.926,RMSE=0.013)。(3)对RTLSRS模型进行简化,仅保留其各向同性核和雪核ISM(Isotropic-Snow Model),验证结果表明:简化后的模型能够很好地表征雪的二向散射能力,使用POLDER全部纯雪数据进行拟合时,R2达到了0.949,RMSE为0.034。本文有助于用户在应用冰雪多角度数据时选择更合适的BRDF模型,同时对理解这些模型的误差提供了有价值的参考.

关键词：冰雪 ART RTLSR RTLSRS POLDER 核驱动BRDF模型

业务化MODIS BRDF模型对冰雪BRDF/反照率的反演能力评估

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遥感学报 2019年第6期23卷 1147-1158页

作者：丁安心焦子锑董亚冬张小宁何丹丹崔磊尹思阳常雅轩北京师范大学地理科学学部遥感科学与工程研究院北京100875 北京师范大学遥感科学国家重点实验室北京100875

全球MODIS冰雪反照率产品在定量遥感中有着广泛应用,但由于该产品的业务化算法是建立在表征植被-土壤系统基础上的罗斯表层(RT)李氏稀疏互易核(LSR)的二向性反射分布函数(BRDF)模型(简称为RTLSR),因此该模型对冰雪的二向性反射及反照率... 详细信息

全球MODIS冰雪反照率产品在定量遥感中有着广泛应用,但由于该产品的业务化算法是建立在表征植被-土壤系统基础上的罗斯表层(RT)李氏稀疏互易核(LSR)的二向性反射分布函数(BRDF)模型(简称为RTLSR),因此该模型对冰雪的二向性反射及反照率的反演能力有待评估。本文基于地球反射极化和方向测量仪(POLDER)的多角度冰雪反射率数据,综合评估了RTLSR模型在表征冰雪二向反射及反演反照率等方面的能力。为量化评估结果,本研究基于渐进辐射传输(ART)模型,从POLDER冰雪数据中筛选出高质量数据,使用ART模型拟合的高质量结果作为参考,比较结果表明:(1)在表征冰雪方向性散射方面,RTLSR模型整体拟合精度较低。在1020 nm波段,其均方根误差(RMSE)最大可达到0.0498,相较于ART模型的拟合结果偏高了约53.70%;(2)在反演冰雪反照率方面,RTLSR模型与ART模型反演结果也存在差别,其决定系数为0.529,均方根误差为0.0333,偏差为-0.0274,基于RTLSR模型的反演结果低估了ART模型的反演结果。为了使核驱动模型能更准确地表征冰雪BRDF特征和反演反照率,该模型需要针对冰雪散射特点进行进一步的发展。

关键词： POLDER BRDF RTLSR ART 冰雪反射特征冰雪反照率模型评估

机载WIDAS数据的Landsat卫星反照率初步验证

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遥感学报 2019年第1期23卷 53-61页

作者：何丹丹焦子锑董亚冬张小宁丁安心尹思阳崔磊常雅轩北京师范大学地理科学学部北京100875 北京师范大学遥感科学国家重点实验室北京100875

随着精细化监测的需求,中高空间分辨率的地表反照率产品逐渐成为气候模型的主要输入。目前,中高空间分辨率反照率产品的验证主要基于地表站点的通量塔观测数据,区域机载飞行数据的验证依然相对较少。因此,本文基于区域机载数据验证Land... 详细信息

随着精细化监测的需求,中高空间分辨率的地表反照率产品逐渐成为气候模型的主要输入。目前,中高空间分辨率反照率产品的验证主要基于地表站点的通量塔观测数据,区域机载飞行数据的验证依然相对较少。因此,本文基于区域机载数据验证Landsat反照率产品。针对内蒙古自治区根河森林试验区所获取的机载红外广角双模式成像仪(WIDAS)多角度反射率数据,应用BRDF原型反演算法估算其反照率,分析了应用机载数据验证中高空间分辨率反照率产品的潜力。2016年内蒙古根河森林试验区机载WIDAS飞行多角度观测的可用多角度范围为25°,以前的研究表明BRDF原型反照率反演算法表现出对小观测角度的反照率反演结果的鲁棒性。因此,机载WIDAS反照率在一定程度可用于星载反照率的验证。首先,基于核驱动模型和各向异性平整指数(AFX)提取了试验区4种MODIS二向性反射分布函数(BRDF)原型;然后,将其作为先验知识应用到根河森林WIDAS机载数据的反照率反演中;最后,用WIDAS反照率和单个地面通量塔观测的反照率对Landsat卫星数据的反照率进行初步验证。验证结果表明Landsat反照率与WIDAS反照率结果较为一致,但略有低估,总体均方根误差(RMSE)约为0.02,偏差为0.0057。在多角度观测范围较小时,BRDF原型的反照率反演算法可为星载地表反照率的验证提供了一种有效的验证手段。

关键词：机载WIDAS 核驱动模型 AFX BRDF原型 Landsat 地表反照率

基于HJ-1A星HSI数据的植被吸收光合有效辐射APAR估算

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森林工程 2017年第2期33卷 22-27,32页

作者：常雅轩于颖崔绿园侯吉宇曾德伟东北林业大学林学院哈尔滨150040

为了更准确地测量植被对太阳辐射的有效吸收量,本文对基于HJ-1A卫星的HSI数据进行植被吸收光合有效辐射APAR的研究,为阴阳叶的吸收有效光合辐射量的分离计算提供基础,并为森林生态系统净初级生产力计算提供准确的参数数据。研究的主要... 详细信息

为了更准确地测量植被对太阳辐射的有效吸收量,本文对基于HJ-1A卫星的HSI数据进行植被吸收光合有效辐射APAR的研究,为阴阳叶的吸收有效光合辐射量的分离计算提供基础,并为森林生态系统净初级生产力计算提供准确的参数数据。研究的主要步骤有以下三步:首先对一景包含漠河气象站的HSI数据进行预处理,其中包括HSI数据的格式转换,去条带处理以及大气校正等;在此基础上应用逐日太阳辐射模型计算日总太阳辐射,并通过NDVI计算得到光合有效辐射吸收比率FPAR;最后用FPAR与太阳辐射共同计算出APAR。最终得到处理后的图像,并且验证了逐日太阳辐射模型和研究区域气象站数据的相关性,通过NDVI和SR的结合计算出FPAR,精度得到了提高;植被吸收光合有效辐射APAR计算完成后,将灰度图像显示为专题图像。从专题图中可以得出不同地区森林的APAR值,并最终推算出全年的APAR。

关键词： HSI数据处理太阳辐射模型 FPAR APAR

AM真菌对干旱胁迫下文冠果生长和光合生理的影响

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西北农林科技大学学报(自然科学版) 2025年 1-11页

作者：宗建伟常雅雯朱雅琦邓海芳蔡沅原杨雨华河南牧业经济学院艺术学院河南省非常规饲料资源创新利用重点实验室

【目的】探究丛枝菌根（arbuscularmycorrhizal,AM）真菌对干旱胁迫下文冠果生长和光合生理的影响,为干旱区文冠果的栽培提供技术支撑。【方法】以1年生文冠果幼苗为材料,采用盆栽控水试验,设置干旱和接菌2个因素,其中干旱处理设置正常... 详细信息

【目的】探究丛枝菌根（arbuscularmycorrhizal,AM）真菌对干旱胁迫下文冠果生长和光合生理的影响,为干旱区文冠果的栽培提供技术支撑。【方法】以1年生文冠果幼苗为材料,采用盆栽控水试验,设置干旱和接菌2个因素,其中干旱处理设置正常供水（CK）、轻度干旱（T1）、中度干旱（T2）、重度干旱（T3）4个水平,接菌处理设置接种AM真菌（记作AMF）和不接种（记作NM）2个水平,进行完全组合设计,共计8个处理,测定不同处理文冠果幼苗的生物量以及叶片的色素(叶绿素a（Chla）、叶绿素b（Chlb）、类胡萝卜素（Car）)含量、光合参数(净光合速率（P_n）、蒸腾速率（Tr）、气孔导度（Gs）、胞间二氧化碳浓度（Ci）)和叶绿素荧光参数(最大光化学速率（Fv/Fm）、实际光化学效率（ΦPSⅡ）、表观电子传递速率（ETR）、光化学猝灭系数（q P）、非光化学猝灭系数（NPQ）),并分析了不同指标间的相关性,利用主成分分析对不同处理文冠果的表现进行了综合评价。【结果】无论接菌与否,与CK相比,干旱胁迫明显降低了文冠果幼苗的地上部和地下部分鲜质量、干质量。在同一干旱胁迫处理下,AMF处理地上部和地下部鲜、干质量均较NM处理明显增加。无论接菌与否,干旱胁迫对文冠果幼苗叶片的色素含量有明显影响,在相同干旱胁迫处理下,AMF处理的Chl b、Car含量均高于NM处理。无论接菌与否,与CK相比,干旱胁迫处理文冠果幼a、Chl苗叶片的P_n、Tr、Gs和Fv/Fm、ΦPSⅡ、ETR、q P均下降,而NPQ先上升后下降;接种AM真菌可稳定轻度干旱处理的Fv/Fm,以缓解干旱对光系统Ⅱ（PSⅡ）的伤害;干旱40d时,NM处理Ci的变化趋势与AMF处理Ci及P_n、Gs不一致,推测干旱胁迫40d是气孔限制转变为非气孔限制的关键节点。相关性分析结果表明,地上部和地下部的干鲜质量均与P_n呈极显著正相关,P_n与Fv/Fm呈极显著正相关。主成分分析结果显示,T1+AMF处理得分最高。【结论】干旱胁迫下,AMF处理通过激发文冠果幼苗叶片色素合成、提高净光合速率并减轻光抑制,进而降低干旱对植株的损伤,维持文冠果幼苗正常生长生理活动,其中轻度干旱胁迫下接种AM真菌的文冠果表现最佳。

关键词： AM真菌干旱胁迫文冠果幼苗光合作用叶绿素荧光参数

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我眼中的辣妈

创新作文(小学版) 2014年第36期 8-8页

作者：常雅轩河北张家口怀安县长胜小学

这天晚上,我正对着老师布置的作文题目《我眼中的×××》发愁。妈妈一手拿着抹布,一手拿着吃了半块的苹果跑到我跟前,"讨好"道:"宝贝,就写《我眼中的辣妈》吧!你看妈妈身上到处都是优点,还有比我更好的人选吗?"瞧见没?这就是我妈妈的... 详细信息

这天晚上,我正对着老师布置的作文题目《我眼中的×××》发愁。妈妈一手拿着抹布,一手拿着吃了半块的苹果跑到我跟前,"讨好"道:"宝贝,就写《我眼中的辣妈》吧!你看妈妈身上到处都是优点,还有比我更好的人选吗?"瞧见没?这就是我妈妈的一大特点——自信过头。说起妈妈的自恋来,那事例可是多得数不清,有一个就让爸爸笑得喷饭了。"妈妈,我想要个妹妹!我去哪里,都要带上她。她就是我的小跟班、小尾巴。我不会忌妒她抢走我的玩具!"妈妈却长叹一口气,只说出五个字:

关键词：妈妈自信不丑

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我眼中的辣妈