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植被净初级生产力NPP(Net Primary Production)遥感估算与分析,有赖于高时空分辨率的遥感数据,但目前中高分辨率的遥感数据受卫星回访周期及天气的影响,在中国南方地区难以获取连续时间序列的数据,从而影响了高精度的区域植被净初级生产力的遥感估算。为此,提出一种基于多源遥感数据时空融合技术与CASA模型估算高时空分辨率NPP的方法。首先,利用多源遥感数据,即Landsat8 OLI数据与MODIS13Q1数据,采用遥感数据时空融合方法,获得了时间序列的Landsat8 OLI融合数据;然后,基于Landsat8 OLI时空融合数据,并采用CASA模型,以长株潭城市群核心区为例,进行区域植被NPP的遥感估算。研究结果表明,基于时间序列Landsat融合数据估算的30m分辨率的NPP具有良好的空间细节信息,且估算值与实测值的相关系数达0.825,与实测NPP数据保持了较好的一致性。 相似文献
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利用高分一号卫星数据建立小尺度CASA－NPP估算模型,反演及监测草原露天煤矿区草地NPP空间分布格局,以及煤矿区内部复垦植被的NPP与表层土壤之间的关系。利用归一化植被指数、归一化水体指数等获取CASA模型有效光辐射参数、水分胁迫系数等,从而简化并改进小尺度CASA模型,遥感反演数据与实测样点数据拟合度达到0．94。结果表明,该模型能够高精度地完成小区域NPP估测。从利用CASA模型反演得到的NPP空间格局可以看出,这一地区的植被退化以采矿、放牧等人类活动为主导,原地貌区域围栏的典型草甸草原NPP在300～400 gC／m2· yr 之间,高于放牧区域 NPP,矿区内 NPP 空间变化显著,矿区内部 NPP 低于100 gC／m2· yr,明显低于周边原地貌地区。对于矿区复垦排土场区域,复垦年限和表土的养分是决定植被生长和NPP的主要因素。研究得出国产高分卫星数据可以高精度地完成小尺度NPP的估测,从而为其在草原地区以及矿山环境中监测提供了研究基础。 相似文献
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针对现有植被净初级生产力研究对城市圈、城市带尺度缺乏关注的问题,基于MODIS遥感数据、地面气象资料等,利用改进的CASA模型,结合回归分析、相关分析等方法探究了2000—2013年皖江城市带植被NPP的时空变化及其对气候因子的响应,为区域生态环境质量评价提供参考。结果表明:近14年来,皖江城市带植被NPP总体呈增加趋势;不同土地利用类型NPP差异显著,林地草地耕地建设用地未利用土地水体;年NPP均值呈现由南部向西北部减少的空间分布特征;植被NPP年际变化率较小,介于±10gC·m-2·a-1范围内;温度是影响研究区植被NPP时空变化的主要气候因子。 相似文献
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以福建省为研究区,以中等分辨率MODIS NDVI遥感数据、气象数据及其他辅助数据为数据源,基于植被净初级生产力(net primary productivity,NPP)光能利用率估算模型——CASA,定量研究了该区域历史序列(2001—2012年)NPP时空变化格局,探索其主要影响因素。结果表明:2001—2012年该区域NPP总体呈现下降趋势,2003年和2005年为历年变化下降率最大的两年;该区域NPP时空分布特征明显,在空间上表现为由南向北递减的空间分布格局,且沿海经济发达区域NPP普遍较低;时间上表现为春秋两季具有相同的空间分布,夏季具有最高的NPP,占全年NPP的56%,冬季平均NPP在120gC·m~(-2)·a~(-1)以下;降水和温度与NPP的线性相关性较小,且线性相关性随空间位置的不同而有所差异;福建省NPP对气候因子的响应随空间位置的变化而变化,在不同的区域,其主要的胁迫因子不同,NPP总体受到辐射量的驱动因素要比其他胁迫因子强。 相似文献
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基于遥感与碳循环过程模型估算土壤有机碳储量 总被引：6，自引：0，他引：6
土壤有机碳含量的估算是当前全球碳循环研究的热点之一,但不同学者之间的估算值差异较大。从估算方法看,主要有基于土壤剖面的直接估算法和基于生态系统碳循环过程模型的间接估算法,这两种方法各有优缺点。直接估算法由于只反映了不同土壤或植被类型的土壤有机碳含量平均值的差异,因而空间分辨率较低。而间接估算法由于参数的简化,影响了土壤有机碳估算的空间精度。作者将遥感的高时空分辨率特征、反映生态系统碳循环动态变化的过程模型、实际测量的土壤有机碳结合起来,以求提高土壤有机碳估算的空间分辨率。考虑到受温度、水分的影响,土壤呼吸与土壤有机碳含量的关系并不好,而土壤基础呼吸由于剔除了温度和水分的影响,从而使其与土壤有机碳的关系非常密切,其测定系数R^2可达0.78。采用了结合遥感和碳循环过程的CASA模型及Van＇t Hoff土壤呼吸模型,首先估算了8km分辨率的土壤基础呼吸的空间分布,在此基础上结合实测的土壤有机碳估算了8km分辨率的土壤有机碳的空间分布。 相似文献
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《地理空间信息》2020,(3)
净初级生产力(NPP)是生态系统中其他生物成员生存和繁衍的物质基础,在全球环境变化中占有重要地位。以Landsat 7 ETM+为遥感数据源,利用遥感CASA模型,结合2013年4月连云港气象数据,以遥感和GIS技术为研究手段,对连云港海州湾生态系统NPP进行了估算。结果表明,海州湾生态系统NPP分布在0～488.81 g C/m~2之间;大部分区域NPP为100～300 g C/m~2;NPP为300～400 g C/m~2的区域分布在海州湾中部的花果山、云台山和连岛等区域。从生态系统类型来看,耕地NPP最高,其次为林地,陆地水域、海域以及沿海的浅滩、养殖区、盐田等区域的NPP相对较低。研究海州湾生态系统NPP空间分布特征可为海州湾农业生产、自然资源管理以及区域生态环境质量评价、资源合理开发等提供参考依据。 相似文献
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《武汉大学学报(信息科学版)》2010,(10)
利用深圳实验区4种不同传感器获取的遥感数据,通过CART算法进行城市ISP估算。讨论了多光谱遥感数据的不同波段在ISP估算中的重要性,比较了针对三种不同中分辨率影像建立的ISP估算模型在性能上的差异。实验结果表明,近红外波段对ISP估算结果的贡献最大,具有较高空间分辨率和成像辐射质量的遥感影像得到的估算结果精度较高,所有的估算结果均在实际ISP分布范围的两端分别存在着高估和低估的现象。 相似文献
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《武汉大学学报(信息科学版)》2021,(11)
净初级生产力(net primary productivity, NPP)不仅直接反映了植被群落的生产能力,而且是判定生态系统碳源与碳汇和调节生态过程的主要因子。提出一种耦合CASA(Carnegie-Ames-Stanford approach)模型与CA-Markov模型的方法,以渭河流域为例,基于CASA模型对NPP估算结果进行数值区间划分,以区间划分类型作为CA-Markov模型迁移演算的基础,对NPP在像元尺度上进行模拟及预测,反映其时空演化特征和机理,并预测现有模式下的生产力发展模型,为植被生态安全提供参考。结果表明,实验区内,CASA模型与CA-Markov模型的耦合具有较好的适用性,Kappa系数达到0.877 6,该耦合模型适用于探究现有环境驱动模式下的NPP时空演变。 相似文献
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基于CASA模型的北京植被NPP时空格局及其因子解释 总被引：2，自引：0，他引：2
以北京为研究区,整合遥感数据、气象数据及其他多源辅助数据,基于改进的光能利用率(carnegie-amesstanford approach,CASA)模型分析了2010年北京植被生态系统净初级生产力(net primary productivity,NPP)的时空分布格局及其主要影响因素。结果表明:12010年北京NPP总量为5.5 Tg C,其NPP的空间分布格局为北部和西部山区总量较高,平原区NPP总量较低;2北京植被NPP的季节变化明显,夏季NPP最大,占全年的62%,冬季最小,仅占3%,春季和秋季分别占全年NPP总量的18%和17%;3北京植被NPP受水分和热量条件限制,不同区域的主要限制因子不同,北部和西部山区自然植被受气温影响较大,平原区农作物生长更容易受降水影响,而在山区向平原过渡区域的植被受太阳辐射变化影响明显。 相似文献
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2009年武汉市植被净初级生产力估算 总被引：1，自引：0，他引：1
利用CASA模型,结合实测的光合有效辐射（PAR）数据、MODIS归一化植被指数（NDVI）和Land Cover数据、气象数据等资料,估算了2009年武汉市的植被净初级生产力（NPP）。结果显示,武汉市的植被平均单位面积年NPP产量达到464.19gC·m^-2·a^-1。6、7、8三个月NPP积累值最高,占全年的56.8%;12、1、2三个月NPP值最低,仅占5.6%。黄陂区由于林地较广,NPP值较大,在1 000gC·m^-2·a^-1以上;而城市周边由于植被覆盖面积较小,NPP值较低,在400gC·m^-2·a^-1以下。 相似文献
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Christopher Potter Steven Klooster Robert Crabtree Shengli Huang Peggy Gross Vanessa Genovese 《Carbon balance and management》2011,6(1):1-16
Background
A simulation model based on remote sensing data for spatial vegetation properties has been used to estimate ecosystem carbon fluxes across Yellowstone National Park (YNP). The CASA (Carnegie Ames Stanford Approach) model was applied at a regional scale to estimate seasonal and annual carbon fluxes as net primary production (NPP) and soil respiration components. Predicted net ecosystem production (NEP) flux of CO2 is estimated from the model for carbon sinks and sources over multi-year periods that varied in climate and (wildfire) disturbance histories. Monthly Enhanced Vegetation Index (EVI) image coverages from the NASA Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) instrument (from 2000 to 2006) were direct inputs to the model. New map products have been added to CASA from airborne remote sensing of coarse woody debris (CWD) in areas burned by wildfires over the past two decades.Results
Model results indicated that relatively cooler and wetter summer growing seasons were the most favorable for annual plant production and net ecosystem carbon gains in representative landscapes of YNP. When summed across vegetation class areas, the predominance of evergreen forest and shrubland (sagebrush) cover was evident, with these two classes together accounting for 88% of the total annual NPP flux of 2.5 Tg C yr-1 (1 Tg = 1012 g) for the entire Yellowstone study area from 2000-2006. Most vegetation classes were estimated as net ecosystem sinks of atmospheric CO2 on annual basis, making the entire study area a moderate net sink of about +0.13 Tg C yr-1. This average sink value for forested lands nonetheless masks the contribution of areas burned during the 1988 wildfires, which were estimated as net sources of CO2 to the atmosphere, totaling to a NEP flux of -0.04 Tg C yr-1 for the entire burned area. Several areas burned in the 1988 wildfires were estimated to be among the lowest in overall yearly NPP, namely the Hellroaring Fire, Mink Fire, and Falls Fire areas.Conclusions
Rates of recovery for burned forest areas to pre-1988 biomass levels were estimated from a unique combination of remote sensing and CASA model predictions. Ecosystem production and carbon fluxes in the Greater Yellowstone Ecosystem (GYE) result from complex interactions between climate, forest age structure, and disturbance-recovery patterns of the landscape. 相似文献13.
基于改进的光能利用率模型,本文利用MODIS数据和同期气象数据估算分析了湖北省2001—2012年间植被净初级生产力(NPP)的时空变化特征并借助多元统计分析方法定量探究自然因素(气温、降水量、太阳辐射)和人为因素(土地覆被/土地利用、粮食播种面积、粮食产量、人口数量)对NPP变化的影响。结果表明:1)湖北省NPP呈波动上升趋势,年际增加趋势为8.19 g/m~2·a;2) NPP空间分布差异明显,呈现西高东低、北高南低、从西向东逐渐递减的态势;3)造林累计面积和太阳辐射变化是影响NPP变化的主要因素。 相似文献
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以地理国情普查数据为基础,结合历史高分辨率遥感影像和规划成果数据,采用地理信息系统(geographic information system,GIS)空间叠置分析和形态指数测度方法,研究2004-2015年江门市主城区的空间形态演变规律。研究结果表明:(1)2004-2015年,江门市主城区的建设用地规模以低速度和低强度的模式平稳增长52.06 km2,增长幅度达到40.91%,总体发展方向为东北向。(2)2004-2015年,江门市主城区的城市发展模式先外扩后内充,城市形态先离散后聚集,城市边界先复杂后简单。(3)地理国情普查成果与多源规划耦合分析的结果不容乐观。虽然部分耦合指数还比较高,均达到70%以上,但是建设用地规划完成率还不到60%,用地指标留存的形势颇为严峻。 相似文献
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融合多源时序遥感数据大尺度不透水面覆盖率估算 总被引：1，自引：0，他引：1
不透水面信息是监测城市扩张及区域生态环境变化研究的重要指标,基于遥感技术对地表不透水面信息进行快速提取具有重要意义。传统大范围不透水面覆盖率估算模型主要基于单一遥感信息与不透水面比例之间的相关性,通过单因子回归模型实现不透水面覆盖率的估算。受限于单一遥感信息的信息量及普适性等影响,这类方法在大尺度不透水面提取中具有较大局限性,估算结果的区域适应性存在较大差异。针对该问题,本文提出基于多特征遥感信息进行不透水面估算的方法,以弥补单一特征在大范围不透水面提取中的不确定性。该方法首先以多时相MOD13Q1、MOD09A1产品、夜间灯光数据（NPP-VIIRS）和Landsat 8 OLI为遥感数据源,从不同角度构建突出不透水面信息的多个指数特征;在此基础上利用多元回归模型建立多因子不透水面覆盖率估算模型,进而实现大尺度不透水面覆盖率的遥感估算。本研究选择分布于全国范围内13个典型城市作为主要研究区对提出的模型进行了验证,结果表明：该方法能够适应不同区域不透水面覆盖率的估算,在复杂城市区域表现出较传统方法更好的效果,明显改善了城市内部不透水面覆盖率的估算精度。 相似文献