基于MODIS数据的森林物候期遥感监测及森林类型识别研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 于信芳 |
| 答辩日期 | 2005-08-30 |
| 文献子类 | 学术型学位 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 导师 | 庄大方 |
| 关键词 | MODIS NDVI LSWI 物候期 空间格局 森林类型 优势树种 |
| 学位名称 | 博士 |
| 学位专业 | 地图学与地理信息系统 |
| 英文摘要 | 物候是气候和自然环境变化的综合指示器。近年来物候对气候变化的响应研究颇受生态学家的关注，并成为当前生态学、物候学研究的一个新领域，是全球变化研究关注的热点之一。森林是全球生态系统的重要组成部分，森林物候是反映短期或长期气候变化对森林生长阶段影响的综合性生物指标。遥感技术的发展为森林物候监测、研究提供了新手段。借助于遥感技术，可实现物候观测由点向面的空间尺度扩展。从遥感图像上获取的不同森林类型的物候期信息有助于提高遥感图像森林分类精度和分类类型的详细程度。 本文基于MODIS数据进行森林物候期遥感监测和森林类型识别研究。利用MODIS数据，获取植被特征参数，分析东北主要森林树种的时间序列参数特征；采用有效的时间序列数据处理方法和植被物候遥感监测方法，获取东北地区森林植被物候期及其空间分布格局；结合典型区森林类型分布图，分析优势树种的物候特征，并据此进行森林类型识别研究。 主要研究成果与创新点如下： （1）将LSWI指数引入植被物候遥感监测研究，拓展了遥感物候监测指标。研究分析了LSWI对植被物候期的指示作用。通过比较多种森林类型的LSWI和NDVI时间序列曲线特征，发现LSWI的标准差更小，表现更为稳定。 （2）基于MODIS数据获取的森林物候期是可靠的。 本文基于MODIS NDVI数据采用动态阈值法、最大变化速率法和曲率最大值法，提取东北森林物候期。通过对获取物候期结果的比较，表明三种方法获取 的森林物候期基本上是一致的，尽管各有特点，但对东北森林物候期获取都是适用的方法。通过与部分物候观测数据的比较验证，表明基于MODIS NDVI数据获取森林物候期与观测数据具有可比性。 （3）东北森林物候期分布与森林类型分布具有一致性。本文基于 500 米空间分辨率的MODIS NDVI和LSWI 8天合成时间序列数据获取了东北森林物候期及其空间分布格局。研究表明东北大部分地区树木在第100-150天开始生长，到第260-290天逐渐停止生长，生长季长度集中在140-180天。由于NDVI和LSWI的物候指示含义不尽相同，获取的森林物候期也不完全一致，一般有5-10天的差异，但物候期分布格局是一致的。从森林物候空间格局来看，物候期的分布与森林类型分布具有一致性。大兴安岭地区气候寒冷，主要分布有落叶松、白桦等落叶树种，树木生长季开始晚、结束早，生长季长度短。在小兴安岭、长白山等温带针阔混交林区，分布有云杉、冷杉等常绿针叶树种，表现为生长始期提早、末期推后，生长季长度延长。 （4）森林物候期与环境影响因子有关。研究分析了物候期随温度的变化关系，表明春季平均温越高，生长始期提早；生长末期随着秋季平均温度的升高而延迟；生长季长度随着年平均温度的增加而延长。通过对物候期与纬度、经度和海拔高度变化关系的研究，表明森林生长始期随着纬度的增加逐渐延后，生长末期随着纬度增加逐渐提前，生长季长度逐渐减小。森林物候期随经度变化没有明显的变化规律。随着海拔升高，生长始期延后，生长末期提早，生长季长度减小。 （5）基于物候指标的森林分类提供了植被遥感分类的新思路。本文分别基于MODIS NDVI、LSWI的三个物候变量（生长始期、生长末期、生长季长度），以及NDVI和LSWI物候变量的组合，对三个典型研究区（呼中林业局、带岭林业局，长白山自然保护区）的森林类型进行识别研究，结果显示基于NDVI和LSWI物候综合指标的分类精度高于基于NDVI或LSWI单独物候指标的分类精度，表明NDVI和LSWI反映的物候信息的综合利用可以提高植被分类精度。在不同研究区基于物候指标的分类精度不同，区域适用性存在差异：对于森林类型相对单一、林相整齐的区域，分类精度高，而对林相比较破碎区域进行森林优势树种或树种组的识别比较困难。 （6）森林优势度型的森林分类研究提供了更为详细的森林类型信息。本文基于 MODIS 物候指标的东北森林分类，主要是在中等空间尺度上识别 森林优势度型的森林类型，通常的遥感图像分类获得的森林类型是植被型森林类 型，本研究提供了一种获得详细森林类型的遥感分类方法。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2010-12-16 |
| 页码 | 160 |
| 源URL | [http://192.168.22.105/handle/311030/98]  |
| 专题 | 地理科学与资源研究所_研究生部 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 于信芳. 基于MODIS数据的森林物候期遥感监测及森林类型识别研究[D]. 中国科学院地理科学与资源研究所. 中国科学院研究生院. 2005. |
入库方式： OAI收割
来源：地理科学与资源研究所
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