黑河流域1km/5天合成叶面积指数(LAI)数据集提供了2010-2014年的5天LAI合成结果,该数据利用Terra/MODIS、Aqua/MODIS、以及国产卫星FY3A/MERSI和FY3B/MERSI传感器数据构建空间分辨率1km、时间分辨率5天的多源遥感数据集。多源遥感数据集可在有限时间内提供比单一传感器更多的角度和更多次的观测,但是,由于传感器的在轨运行时间及性能差异,多源数据集的观测质量参差不齐。因此,为更有效的利用多源数据集,算法首先对多源数据集进行了质量分级,根据观测合理性分为一级数据、二级数据、三级数据。三级数据为受薄云污染的观测,不用于计算。质量评估及分级的目的是为LAI反演时最优数据集的选择及反演算法流程设计提供依据。叶面积指数产品反演算法设计为区分山地平地、区分植被类型使用不同模型的神经网络法反演。基于全球DEM图和地表分类图,针对草地和农作物等连续植被采用PROSAIL模型,针对森林和山地植被采用坡面GOST模型。利用黑河上游森林和中游绿洲的地面实测数据生成的参考图,并将对应的高分辨率参考图升尺度到1km分辨率,与LAI产品进行比较,产品在农田和森林区域与参考值间均具有良好的相关性,总体精度基本满足GCOS规定的误差不超过 (0.5, 20%)的精度阈值。将本产品与MODIS、GEOV1和GLASS等LAI产品进行交叉对比,相比较参考值而言,本LAI产品精度优于同类产品。总之,黑河流域1km/5天合成LAI数据集综合利用多源遥感数据以提高LAI参数产品的估算精度、时间分辨率等,更好的服务于遥感数据产品的应用。
李静, 尹高飞, 仲波, 吴俊君, 吴善龙
生物生产力是指生物及其群体甚至更大尺度(包括生态系统及生物圈)生命有机体的物质生产能力,它随环境不同而发生变化,因此,它又成为环境变化和地球系统健康与否的指示物。植被的净初级生产力(Net Primary Productivity,NPP)指绿色植物在单位时间单位面积上由光合作用产生的有机物质总量(GPP)中扣除自养呼吸(Autotrophic Respiration,Ra)后的剩余部分。黑河流域的NPP产品主要围绕光能利用率模型的重要参数PAR以及FPAR进行了算法的改进和产品生产.提出了区分直射与散射辐射的FPAR反演模型以及基于静止与极轨卫星相结合的PAR反演方法。最终,利用光能利用率模型,生产黑河流域净初级生产力数据集。算法提高了数据产品的时空分辨率,产品精度也有了明显提高。
李丽, 仲波, 吴俊君, 吴善龙, 辛晓洲
黑河流域250m/1km月合成植被覆盖度(FVC)数据集提供了2011-2014年的月FVC合成结果,该数据利用MODIS的植被指数产品MOD13A2和MOD13Q1,基于像元二分法生产。
仲波, 吴俊君
黑河流域2015年1km/5天合成叶面积指数(LAI)数据集提供了2015年的5天LAI合成结果,该数据利用Terra/MODIS、Aqua/MODIS、以及国产卫星FY3A/MERSI和FY3B/MERSI传感器数据构建空间分辨率1km、时间分辨率5天的多源遥感数据集。多源遥感数据集可在有限时间内提供比单一传感器更多的角度和更多次的观测,但是,由于传感器的在轨运行时间及性能差异,多源数据集的观测质量参差不齐。因此,为更有效的利用多源数据集,算法首先对多源数据集进行了质量分级,根据观测合理性分为一级数据、二级数据、三级数据。三级数据为受薄云污染的观测,不用于计算。质量评估及分级的目的是为LAI反演时最优数据集的选择及反演算法流程设计提供依据。叶面积指数产品反演算法设计为区分山地平地、区分植被类型使用不同模型的神经网络法反演。基于全球DEM图和地表分类图,针对草地和农作物等连续植被采用PROSAIL模型,针对森林和山地植被采用坡面GOST模型。利用黑河上游森林和中游绿洲的地面实测数据生成的参考图,并将对应的高分辨率参考图升尺度到1km分辨率,与LAI产品进行比较,产品在农田和森林区域与参考值间均具有良好的相关性,总体精度基本满足GCOS规定的误差不超过 (0.5, 20%)的精度阈值。将本产品与MODIS、GEOV1和GLASS等LAI产品进行交叉对比,相比较参考值而言,本LAI产品精度优于同类产品。总之,黑河流域1km/5天合成LAI数据集综合利用多源遥感数据以提高LAI参数产品的估算精度、时间分辨率等,更好的服务于遥感数据产品的应用。
李静, 尹高飞, 仲波, 吴俊君, 吴善龙
黑河流域1km/5天合成植被覆盖度(FVC)数据集提供了2015年的5天FVC合成结果,该数据利用Terra/MODIS、Aqua/MODIS、以及国产卫星FY3A/MERSI和FY3B/MERSI传感器数据构建空间分辨率1km、时间分辨率5天的多源遥感数据集。将全国划分为不同植被区划、地类,分别计算植被指数(NDVI)与FVC的转换系数,采用计算的转换系数查找表和1km/5天合成NDVI产品生产区域1km/5天合成FVC产品。黑河流域1km/5天合成FVC产品通过高分辨率数据可以直接获得植被覆盖比例,减轻低分辨率数据异质性的影响;另外,选择植被生长变化的典型时期,通过对每一个像元时间序列植被指数进行拟合得到每个像元对应的生长曲线参数;再配合土地利用图和植被分类图,寻找区域的代表性均一像元用于训练植被指数的转换系数。通过与黑河流域高分辨率ASTER参考FVC结果相比,首先联合地面实测数据,利用尺度上推方法,将黑河流域ASTER产品聚合到 1km 尺度得到ASTER聚合FVC数据,并与Geoland2项目发布的基于SPOT VEGETATION遥感数据的FVC产品(简称GEOV1 FCOVER)进行间接比较,根据三种数据FVC时间序列曲线图,结果表明:GEOV1的结果较ASTER 影像联合地面实测的结果偏高,黑河流域1km/5天合成FVC产品结果位于两者之间,在实验区内黑河流域1km/5天合成FVC产品优于GEOV1产品。总之,黑河流域1km/5天合成FVC数据集综合利用多源遥感数据以提高FVC参数产品的估算精度、时间分辨率等,更好的服务于遥感数据产品的应用。
穆西晗, 阮改燕, 仲波, 柳钦火
黑河流域30m/月合成光合有效辐射吸收比例(FAPAR)数据集提供了2011-2014年的月度LAI合成产品,该数据利用我国国产卫星HJ/CCD数据兼具较高时间分辨率(组网后2天)和空间分辨率(30m)的特点构造多角度观测数据集,考虑不同植被类型,基于土地覆盖分类图,结合30m/月合成叶面积指数(LAI)产品,采用基于能量守恒的FAPAR-P模型,进行月合成FAPAR产品生产。算法从能量守恒原理出发,考虑植被间及土壤与植被间的多次反弹,也考虑了天空散射光等多种因素的影响,通过分析光子与冠层作用的过程,从光子在植被冠层内的运动和发生多次散射时的再碰撞概率相等为出发点,建立了均匀连续植被FAPAR模型。此外,分析多种影响因素对FAPAR模型的影响,其中土壤和叶片反射率、聚集指数、G函数在针对不同情况采用不同取值。算法具有很高的动态性,对于不同的土壤背景、植被类型、辐射条件、光照与观测几何、天气条件下获得的图像都能得到较好的结果。通过与2012年7月8日甘肃省张掖市盈科灌区玉米冠层PAR测量数据对比,30m/月合FAPAR产品与地面观测数据具有高度的一致性,与观测值误差小于5%。总之,黑河流域30m/月合成光合有效辐射吸收比例(FAPAR)数据集综合利用多时相、多角度观测数据以提高参数产品的估算精度、时间分辨率等,更好的服务于遥感数据产品的应用。
范闻捷, 柳钦火, 仲波, 吴俊君, 吴善龙
黑河流域1km/5天合成植被覆盖度(FVC)数据集提供了2011-2014年的5天FVC合成结果,该数据利用Terra/MODIS、Aqua/MODIS、以及国产卫星FY3A/MERSI和FY3B/MERSI传感器数据构建空间分辨率1km、时间分辨率5天的多源遥感数据集。将全国划分为不同植被区划、地类,分别计算植被指数(NDVI)与FVC的转换系数,采用计算的转换系数查找表和1km/5天合成NDVI产品生产区域1km/5天合成FVC产品。黑河流域1km/5天合成FVC产品通过高分辨率数据可以直接获得植被覆盖比例,减轻低分辨率数据异质性的影响;另外,选择植被生长变化的典型时期,通过对每一个像元时间序列植被指数进行拟合得到每个像元对应的生长曲线参数;再配合土地利用图和植被分类图,寻找区域的代表性均一像元用于训练植被指数的转换系数。通过与黑河流域高分辨率ASTER参考FVC结果相比,首先联合地面实测数据,利用尺度上推方法,将黑河流域ASTER产品聚合到 1km 尺度得到ASTER聚合FVC数据,并与Geoland2项目发布的基于SPOT VEGETATION遥感数据的FVC产品(简称GEOV1 FCOVER)进行间接比较,根据三种数据FVC时间序列曲线图,结果表明:GEOV1的结果较ASTER 影像联合地面实测的结果偏高,黑河流域1km/5天合成FVC产品结果位于两者之间,在实验区内黑河流域1km/5天合成FVC产品优于GEOV1产品。总之,黑河流域1km/5天合成FVC数据集综合利用多源遥感数据以提高FVC参数产品的估算精度、时间分辨率等,更好的服务于遥感数据产品的应用。
穆西晗, 阮改燕, 仲波, 柳钦火
黑河流域30m/月合成植被覆盖度(FVC)数据集提供了2011-2014年的月度FVC合成产品,该数据利用我国国产卫星HJ/CCD数据兼具较高时间分辨率(组网后2天)和空间分辨率(30m)的特点构造多角度观测数据集,将全国划分为不同植被区划、地类,分别计算植被指数(NDVI)与FVC的转换系数,采用计算的转换系数查找表和月度合成NDVI产品生产区域月度合成FVC产品。黑河流域30m/月合成FVC产品通过高分辨率数据可以直接获得植被覆盖比例,减轻低分辨率数据异质性的影响;另外,选择植被生长变化的典型时期,通过对每一个像元时间序列植被指数进行拟合得到每个像元对应的生长曲线参数;再配合土地利用图和植被分类图,寻找区域的代表性均一像元用于训练植被指数的转换系数。通过黑河流域30m/月合成FVC产品与ASTER参考FVC结果相比,30m/月合成FVC产品的数值略高于ASTER参考结果,但总体偏差并不大,产品与参考值的均方根误差(RMSE)最大值小于0.175。此外,与河北怀来实验场地面测量数据对比,30m/月合成FVC产品总体上反映了植被生长季节性变化,与地面测量数据结果偏差小于0.1;同时与东北、华北、东南地区的多个流域植被盖度地面测量结果对比,30m/月合成FVC产品与地面测量数据整体误差在0.2以内。总之,黑河流域30m/月合成FVC数据集综合利用多时相、多角度遥感数据以提高FVC参数产品的估算精度、时间分辨率等,更好的服务于遥感数据产品的应用。
穆西晗, 阮改燕, 仲波, 吴俊君, 吴善龙, 柳钦火
黑河流域植被物候数据集提供了2012年至2015年遥感物候产品。其空间分辨率为1km,投影类型为正弦投影。该数据采用MODIS LAI产品MOD15A2作为物候遥感监测数据源,MODIS陆地覆盖分类产品MCD12Q1作为辅助数据集进行提取。产品算法首先采用时间序列数据重建方法(BISE法)控制输入时间序列的数据质量;然后利用主算法(Logistic函数拟合法)与备用算法(分段线性拟合法)相结合的方式提取植被物候参数,实现算法互补,保证精度的同时提高可反演率。算法可提取一年最多三个生长周期,每个生长周期包含6个数据集,包括植被生长起点、生长峰值起点、生长峰值终点、生长终点、生长最快点、衰落最快点,同时记录了生长周期类型、生长季长度、质量标识等,共25个数据集。该物候产品降低了反演缺失率,提高了产品稳定性,数据集信息丰富,是相对可靠的。
李静
PROBA(Project for On-Board Autonomy)小卫星是欧空局于2001年发射的一颗最小的对地观测卫星,CHRIS(Compact High Resolution Imaging Spectrometer)是搭载在PROBA平台上最主要的成像光谱分光计,具有五个成像模式,以其卓越的光谱空间分辨率及多角度的优势为不同的研究目的分别对陆地、海洋及内陆水体进行成像。它是目前世界上唯一可以同时获取高光谱和多角度数据的星载传感器,空间分辨率高,光谱范围宽,在生物物理、生物化学等方面能收集到丰富的信息。 2012年共获取PROBA CHRIS数据7景。覆盖范围和获取时间(北京时间)分别为:大野口观测区2景,时间分别为2012-08-19,2012-08-28;机场戈壁观测区1景,时间为2012-06-29;大满加密观测区3景,时间分别为2012-06-21,2012-07-10,2012-08-27;下游额济纳加密观测区1景,时间为2012-04-23。 以上数据的过境时间大约都在9:00左右(北京时间)。产品级别为L1A级,未经过大气订正和几何校正。每景影像均有5个角度的不同观测。 黑河流域生态-水文过程综合遥感观测联合试验PROBA CHRIS遥感数据集通过中欧合作“龙计划”二期项目(ID:5322)和三期项目(ID:10649)获取(详细信息参见数据使用声明)。
中欧合作“龙计划”项目(ID: 5322,10649)
SPOT卫星是法国空间研究中心(CNES)研制的一种地球观测卫星系统。“SPOT”系法文Systeme Probatoire d’Observation dela Tarre的缩写,意即地球观测系统,至今已发射Spot卫星1-6号。自1986年已来,该卫星提供了准确、丰富、可靠、动态的地理信息源,满足了制图、农业、林业、土地利用、水利、国防、环境、地质勘探等多个应用领域不断变化的需要。 2012年共获取SPOT5影像1景。覆盖范围为黑河流域下游重点试验区,获取时间(北京时间)为:2012-09-06。 获取的数据为全色(分辨率2.5 m)及多光谱模式(分辨率10 m),产品级别为L1,未做大气和几何校正。 黑河流域生态-水文过程综合遥感观测联合试验SPOT遥感数据集通过购买获取。
中国资源卫星应用中心
QuickBird(快鸟)卫星于2001年10月由美国DIGITALGLOBE公司发射,是世界上第一颗提供亚米级分辨率的商业卫星,具有引领行业的地理定位精度,海量星上存储,单景影像覆盖范围大等特点。 2012年共获取QuickBird影像1景。覆盖范围为黑河流域下游重点试验区额济纳绿洲胡杨保护区部分核心区,获取时间(北京时间)为:2012-07-25。 获取的数据为全色(分辨率0.6 m)及多光谱模式(分辨率2.4 m),产品级别为L2A,具有几何和投影信息。 黑河流域生态-水文过程综合遥感观测联合试验QuickBird遥感数据集通过购买获取。
李新
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