科研产出
花青素对植物反射特性的影响及遥感估算:叶片尺度
《光谱学与光谱分析 》 2024 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：花青素是植物三大色素之一，与植物的生长发育、生长状态以及生长环境状况密切相关，花青素动态变化对生态环境的监测和预警具有重要意义。对叶片光学特性与色素关系的深入理解是估算色素浓度的前提，然而花青素对叶片光学属性的影响并未能得到系统地分析，极大地限制了植物花青素的反演和监测。该研究从机理出发，采用包含花青素参数的新一代植物叶片辐射传输模型PROSPECT-D,结合改进的Sobol’算法，获取输入参数协同变化条件下叶片的光学表现，计算模型参数的全局敏感性指数，全面分析花青素对叶片光学属性的影响，探索花青素的光学敏感波谱区间，在此基础上，以地面实测的叶片波谱和色素数据为样本，发展并探讨叶片尺度花青素的遥感反演方法。结果表明，Sobol’全局敏感性分析结果受样本量变化的影响，总敏感性指数在样本数为3 000时达到稳定；花青素主要影响400～689 nm波谱范围的叶片反射特性，叶片对光子的反射能力随花青素含量的增加而降低；叶绿素、类胡萝卜素与花青素对叶片的反射存在协同作用，在467～589 nm波谱区间，花青素对叶片反射的贡献高于其他参数，花青素总敏感性指数在509 nm处最高（86.64%）;基于叶绿素、类胡萝卜素对叶片反射能力的贡献程度，花青素的波谱敏感区间可分为三个部分：467～505 nm（花青素、叶绿素、类胡萝卜素共同影响区）、 506～541 nm（花青素、类胡萝卜素影响区）、 542～589 nm（花青素、叶绿素影响区）;叶片花青素含量与敏感区间的高光谱窄波段、波谱指数之间存在显著的线性关系。在所有的窄波段中，样本花青素含量与560 nm的叶片反射率的相关性最好，相关系数为0.948,但由于花青素与叶绿素、类胡萝卜素光谱吸收波段重叠，考虑其他色素干扰的波谱指数ARI、 mARI（Sentinel-2波段参考）与花青素表现出了好的相关性（相关系数分别为0.953 2, 0.953 6）,但由于波段设置的差异，不同卫星的波谱指数表现并不一致。该研究可为未来更大范围的花青素遥感估算奠定重要的理论基础。
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不同生育时期玉米洪涝胁迫遥感监测与评估
《作物学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：为建立玉米洪涝灾害遥感监测和评估技术,本研究开展不同生育期不同程度的模拟试验,持续活体监测叶片叶绿素、冠层光谱和覆盖度并测产.结果表明,拔节期洪涝胁迫可显著降低叶绿素含量,最大程度相对变化值达-56.30%,吐丝期胁迫对叶绿素无影响,灌浆期胁迫促使叶绿素下降但并不明显.洪涝胁迫能降低覆盖度,拔节期影响最大,胁迫严重的覆盖度仅46.33%,吐丝期次之,灌浆期较小.洪涝胁迫造成的减产,生育前期影响比后期严重.拔节期和吐丝期各波段反射率与洪涝胁迫程度呈负相关关系,近红外平台波段达到极显著水平,绿峰波段次之,达到显著水平.灌浆期各波段反射率与洪涝胁迫程度呈正相关关系,相关性未达到显著水平.与胁迫程度呈极显著相关的光谱反射率和植被指数可以用于监测玉米洪涝灾害.最终基于胁迫之后与胁迫前的结构不敏感色素指数SIPI的差值DSIPI,建立拔节期和吐丝期洪涝胁迫产量损失率评估模型.
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山东省农情遥感监测平台构建研究
《中国农学通报 》 2019 CSCD
摘要：准确及时的农情信息是各级政府制定农业政策、管理指导农业生产的重要依据.遥感技术在山东省农业资源调查、农情监测、灾害预警等领域发挥着越来越重要的作用,亟需建立一个服务于农业生产管理需求的省级农情遥感监测业务化运行平台.利用地理信息系统(GIS)、遥感技术(RS)和网络技术,基于MapGIS平台,提出了山东省农情遥感监测平台建设的重要意义、设计原则、总体架构、建设内容以及系统的总体部署.平台的建立,将实现山东省主要粮食作物面积、长势、产量、灾害等农情信息的动态监测与及时发布,同时为公众提供专题遥感监测产品服务.推动农情遥感监测的广泛应用和产业化发展,为保障粮食安全、强化农业生产科学管理和建设现代农业提供强大的支撑.
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基于物候信息的山东省冬小麦长势遥感监测
《国土资源遥感 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：作物长势监测是农情监测的核心内容之一,处在不同生育期的作物长势存在显著差异。为了提高大范围作物长势遥感监测的精度,利用2001―2015年间获取的MOD09A1数据,以山东省冬小麦为研究对象,在逐年提取冬小麦抽穗期基础上,探讨研究区近15 a间冬小麦抽穗期长势时空格局。研究表明,与归一化差值植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)相比,基于增强型植被指数(enhanced vegetation index,EVI)提取的冬小麦抽穗期与地面观测数据有更好的一致性。研究区冬小麦抽穗期主要集中在4月中、下旬,并从南向北、自西向东逐渐推迟;与NDVI,EVI和归一化差值红外指数(normalized difference infrared index,NDII)相比,产品改进–NDVI(product improve–NDVI,PI_NDVI)更能反映冬小麦的实际长势。基于该指数监测冬小麦长势,2001―2015年间山东省冬小麦抽穗期长势整体呈上升趋势;但年际间波动较大,相同年份不同区域的冬小麦长势存在明显差异;而大部分区域长势状况比较一致,与多年平均状况持平。研究结果与已有的相关研究较为一致,基于遥感进行大范围和长时间作物长势监测的思路可以为以后研究提供一定的参考。
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基于MODIS数据的山东省农作物旱情遥感监测报告
《山东农业科学 》 2016
摘要：干旱胁迫能影响作物生长发育,给农业生产带来巨大危害。为及时准确地掌握农作物旱情,本研究以山东省夏季农作物为研究对象,采用高等时间分辨率MODIS影像,建立了普适性较高的归一化差值植被指数,并通过观测分析其时间与空间维的变化情况判断农作物长势及旱情,从而建立了一种简便、高效的利用遥感技术监测旱情的方法。该方法适用于营养生长阶段的农作物,原理简单,操作方便,易于进行技术推广。
关键词： 旱情监测 遥感 归一化差值植被指数(NDVI) MODIS数据 山东省
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基于MODIS数据的山东省农作物旱情遥感监测报告（英文）
《Agricultural Science & Technology 》 2016
摘要：干旱胁迫能影响作物生长发育,给农业生产带来巨大危害。为了及时准确地掌握农作物旱情,本研究以山东省夏季农作物为研究对象,采用高等时间分辨率MODIS影像,建立了普适性较高的归一化差值植被指数,并通过观测分析其时间与空间维的变化情况判断农作物长势及旱情,从而建立了一种简便、高效的利用遥感技术监测旱情的方法。该方法适用于营养生长阶段的农作物,原理简单,操作方便,易于进行技术推广。
关键词： 旱情监测 遥感 归一化差值植被指数(NDVI) MODIS数据 山东省
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基于Logistic模型的山东省秋季作物收获期遥感监测
《安徽农业科学 》 2015
摘要：收获期是影响作物品质和产量的关键生育期,准确、及时地获取作物收获期对指导农业生产具有重要意义。该研究在分析秋季作物生长曲线变化特征的基础上,利用MODIS NDVI时序数据为遥感信息源,以Logistic模型为核心,运用曲率最大值法,构建秋季作物收获期的遥感监测模型,并以山东省为研究区,逐像元提取秋季作物的收获时间。研究发现,2014年山东省的秋收时间主要集中在第260~285天,即9月中下旬到10月上旬,并呈现从南向北逐渐推迟的空间特征。该研究结果与地面观测数据基本一致,并且该研究结论与已有的研究成果具有较好的一致性,说明该研究基于Logistic模型构建的秋季作物收获期遥感监测模型是可靠的。研究结果可以为山东省农业生产提供一定的科学参考和指导,对促进山东省农业信息化和现代化具有重要意义。
关键词： 收获期 Logistic模型 MODIS NDVI 遥感 山东省
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基于RS和GIS技术的山东省盐碱类湿地资源调查研究
《安徽农业科学 》 2012 北大核心
摘要：基于Landsat TM遥感数据,采用计算机自动分类和目视解译相结合的方法,完成了山东省盐碱类湿地信息提取和分类。研究显示,滩涂湿地为第一大盐碱类湿地类型,所占面积比例为33.8%;第二大盐碱类湿地类型为盐田,所占面积比例为20.3%;其次是重盐碱化湿地,占18.5%。山东省盐碱类湿地以天然湿地为主,占盐碱类湿地总面积的60.1%。天然湿地的生物多样性、生态功能和价值远远高于人工湿地,而天然湿地数量减少、功能退化的趋势仍在继续,保护有限的天然湿地资源刻不容缓。
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基于RS和GIS技术的山东省盐碱类湿地资源调查研究(英文)
《Agricultural Science & Technology 》 2012
摘要：湿地调查是湿地保护和合理利用的基础。该研究基于 Landsat TM 遥感数据,采用计算机自动分类和目视解译相结合的方法,完成了山东省盐碱类湿地信息提取和分类。研究显示,滩涂湿地为第一大盐碱类湿地类型,所占面积比例为 33.8%;第二大盐碱类湿地类型为盐田,所占面积比例为20.3%;其次是重盐碱化湿地,占 18.5%。山东省盐碱类湿地以天然湿地为主,占盐碱类湿地总面积的 60.1%。天然湿地的生物多样性、生态功能和价值远远高于人工湿地,而天然湿地数量减少、功能退化的趋势仍在继续,保护有限的天然湿地资源,刻不容缓。
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