異質性草原植被BRDF模擬及弱敏感參數反演方法研究

《異質性草原植被BRDF模擬及弱敏感參數反演方法研究》是依託電子科技大學,由何彬彬擔任醒目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：異質性草原植被BRDF模擬及弱敏感參數反演方法研究
• 依託單位：電子科技大學
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：何彬彬

項目摘要

該項目針對異質性草原植被BRDF模擬及弱敏感參數反演兩個關鍵理論問題開展研究。一方面, 針對草原多類型植被混雜而形成的異質性特徵, 深入剖析經典一維植被輻射傳輸模型構建機理, 結合蒙特卡羅光線追蹤技術模擬異質性草原植被輻射傳輸特性, 擴展一維植被冠層BRDF模型, 構建適合異質性草原植被的BRDF模型; 另一方面, 對模型自由參數之間的相關性及其先驗知識的不確定性進行定量描述的基礎上, 基於構建的植被BRDF模型和多時相遙感數據, 以乾物質重量等重要但弱敏感的植被生化參數為反演目標, 構建一套有效的植被弱敏感參數反演方法。這些關鍵理論與方法的突破, 將為異質性草原植被BRDF模擬及弱敏感參數反演提供新的理論與方法支持, 擴展植被輻射傳輸模型的套用範圍，提升遙感參數反演的精度, 對於監測大面積草原植被生長狀況,評估草原發生火災的風險程度等具有重要的現實意義。

結題摘要

該項目以異質性草原植被為研究對象，在中國西部典型類型的草原（四川若爾蓋、青海湖流域、柴達木盆地烏圖美仁）開展遙感科學實驗的基礎上，通過經典植被輻射傳輸模型的BRDF模擬和分析，遴選適合不同類型草原的植被冠層反射率模型和散射模型，重點開展遙感模型弱敏感參數反演方法的探索性研究，拓展遙感模型的套用範圍和普適性。取得的主要研究成果如下：（1）構建了異質性草原植被遙感模型弱敏感參數反演策略與方法體系，拓展了植被遙感模型的普適性和套用價值：項目深入分析現有植被輻射傳輸模型及BRDF模擬的基礎上，從異質性草原植被冠層反射率模型弱敏感參數反演策略、基於貝葉斯網路算法的病態反演緩解、弱敏感參數乾物質（DMC）衍生的草原植被冠層可燃物含水率（FMC）和地上生物量（AGB）遙感定量反演等四個方面構建了異質性草原植被遙感模型弱敏感參數反演策略與方法體系，大幅提升了異質性草原植被遙感參數反演的種類和精度;（2）構建了植被覆蓋條件下的草原地表土壤水分反演方法：針對目前植被覆蓋下土壤水分反演方法存在的問題和不足，基於多波段多極化SAR數據，耦合不同的土壤介電常數模型、地表散射模型和植被散射模型，構建適合草原地表的土壤水分遙感反演方法；（3）面向草原生態環境監測需求，研發了全球草原乾旱指數算法和草原生態環境遙感參數產品生產與服務系統，為全球草原乾旱監測和青海湖流域草原生態環境變化監測提供科學數據支持。 項目相關研究成果，已出版學術專著兩部（科學出版社），發表學術論文26篇，其中SCI論文21篇（第一標註11篇），包括Remote Sensing of Environment等中科院JCR一區論文3篇， IEEE Transaction on Geosciences & Remote Sensing等中科院JCR二區論文11篇，高被引論文1篇，SCI引用次數累計160次；授權國家發明專利2項；獲計算機軟體著作權2個；組織和承辦第一屆和第二屆“定量遙感套用學術研討會”；培養博士畢業生4人，碩士畢業生5人，1名博士生獲首屆“李小文遙感科學青年獎”。