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草业科学 2018年第10期35卷 2520-2529页

作者：刘建红黄鑫何旭洋申克建西北大学陕西省地表系统与环境承载力重点实验室陕西西安710127 西北大学城市与环境学院陕西西安710127 青海省农牧业遥感中心青海西宁810007 农业部规划设计研究院北京100125

为了科学合理地利用、管理草地,及时准确掌握草原产草量信息和载畜平衡状况,对保障草原的可持续发展具有重要意义。本研究利用2016年5-9月青海的MODIS NDVI、EVI数据和地面调查数据,按草地类型分别建立可食草鲜草产量的估算模型,通过比... 详细信息

为了科学合理地利用、管理草地,及时准确掌握草原产草量信息和载畜平衡状况,对保障草原的可持续发展具有重要意义。本研究利用2016年5-9月青海的MODIS NDVI、EVI数据和地面调查数据,按草地类型分别建立可食草鲜草产量的估算模型,通过比较基于NDVI和EVI建立的不同产草量估算模型的精度,选出了各类型草地的最优估产模型。在此基础上,计算了不同类型草地的干草产量,并结合畜牧业统计数据估算了青海牧区和半牧区各县(市)的载畜平衡情况。结果表明,1)基于NDVI的可食鲜草产量估算模型精度普遍高于基于EVI的模型,但各类型草地的最优估算模型不同。2)2016年青海省草原干草总产量空间分布差异明显,干草单产在1 200kg·hm-2以上的草地主要分布在东部的禾草草原和高寒草原,干草单产在300kg·hm-2以下的草地主要分布于北部的高寒荒漠以及西部的盐生草甸和高寒草原。对总产草量贡献最大的为高寒草甸,占70.35%。3)2016年青海省29个半牧区和牧区的县(市)中,有21个县(市)为载畜平衡或载畜不足,8个县(市)为超载,并且载畜平衡状况与存栏牲畜密度具有较好的对应关系。

关键词：青海 MODIS 产草量估算载畜平衡评价遥感时间序列草地类型

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基于地理加权回归的草原产草量遥感估算模型研究

基于地理加权回归的草原产草量遥感估算模型研究

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作者：游浩妍辽宁工程技术大学

学位级别：硕士

产草量是草地生产力的体现,也是制定畜牧业生产管理策略的基础。利用RS技术估算产草量已经成为草场生产力研究和草场管理的重要途径之一。产草量可以通过遥感数据驱动,采用生物-物理模型来估算,也可以通过建立经验模型来估算。基于生物... 详细信息

产草量是草地生产力的体现,也是制定畜牧业生产管理策略的基础。利用RS技术估算产草量已经成为草场生产力研究和草场管理的重要途径之一。产草量可以通过遥感数据驱动,采用生物-物理模型来估算,也可以通过建立经验模型来估算。基于生物-物理的估算模型多用于大尺度宏观估算,但是估算精度不高;经验模型主要基于遥感数据与地面实测数据建立统计模型,简单易行。常用的经验模型一般都忽略了产草量的空间异质性,导致估算精度比较低。产草量与地理位置有关,邻近地理位置间的产草量具有空间相关性。本研究充分考虑产草量的空间相关性,将地理加权回归(Geographically Weighter Regression,简称GWR)的思想引入产草量遥感估算建模中,基于GWR模型,利用与产草量密切相关的植被指数、气象因子、草地类型等因子构建产草量估算模型。论文以三江源区为试验区,首先分析植被指数、气象因子、草地类型数据与地面实测产草量数据的相关性,利用相关性较高的因子和GWR模型构建试验区的产草量估算模型。然后利用验证点对模型进行精度评价,并与多元线性回归模型进行比较,说明已构建模型的可用性及优越性。最后以三江源区果洛藏族自治州为例,构建区域产草量GWR模型,并使用国产环境卫星影像估算整个区域的产草量。本文主要取得了如下的进展和贡献： (1)将地理加权回归的思想引入产草量估算建模过程中,构建了基于GWR的产草量遥感估算模型。试验结果证明基于GWR的产草量估算模型可以提高产草量估算模型的拟合优度,模型的拟合r2从不足0.3提高到0.8以上,估算精度明显优于多元线性回归模型,可以提高20%左右。 (2)通过试验发现与三江源区产草量遥感估算密切相关的因子包括：5-8月累积降水量、5-8月干燥度、修正型土壤植被指数(Modified Soil Adjusted Vegetation Index,简称MSAVI)。本研究基于GWR构建的三江源区产草量模型中,r2达到0.858,调整r2为0.772,可信度比较高,实地验证精度为71.61%。该估算模型的参数少,可直接由HJ影像和气象数据获得,应用方便,可直接用于三江源区实际产草量的估算。 (3)本研究在构建基于GWR的产草量估算模型的基础上,建立了利用国产环境卫星数据估算区域产草量的技术方法。以果洛藏族自治州为例,其中产草量估算GWR模型的r2为0.845,调整r2为0.727,并达到P值小于0.001的显著水平,精度为67.47%。利用2010年8月的环境卫星数据和5-8月的气象数据和已建好的模型,估算得到果洛藏族自治州的总产草量(鲜重)为3260.01×104t,产草量空间呈现自东向西逐渐减少的趋势。

关键词：地理加权回归模型产草量估算三江源区环境卫星影像气象因子

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