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相似文献
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1.
基于数字相机、ASTER和MODIS影像综合测量植被盖度   总被引:4,自引:1,他引:3       下载免费PDF全文
选择我国北方温带典型草原作为研究对象,基于Bottom-up方法,采用地表实测和多尺度遥感综合测量的方法,建立基于地表实测与多尺度遥感数据综合测量的两阶段植被盖度经验模型。此外,还将该模型与常用的亚像元分解模型相比较,结果表明:1)两阶段经验模型可以较好地实现将地面数据扩展到中尺度空间范围,从而完成数据空间尺度的转换,提高大区域草地植被盖度的测量精度;2)MODIS遥感影像数据,结合地面数据和ASTER遥感影像数据可以较好地在区域范围内对北方典型草原的植被盖度进行估测;3)目前常用的亚像元分解模型,应用于中空间分辨率的MODIS影像,估测北方温度典型草原植被盖度的精度不够理想。  相似文献   

2.
干旱区荒漠植被地上生物量是植被生长状况评价与荒漠化监测的重要指标。在乌兰布和沙漠东北缘的荒漠-绿洲过渡带选取典型区,基于地面调查数据构建主要植物种的异速生长方程,对样方内的植被地上生物量进行估算;基于样方调查数据和Quick Bird影像数据,分别建立植被指数与人工固沙林和荒漠植被地上生物量的回归模型,并对研究区植被地上生物量进行估算。结果表明:植冠体积V是较好的预测变量,所得荒漠植物异速生长方程精度较高,能够满足样方内荒漠植被地上生物量估算需要;采用RVI对数模型估算人工固沙林地上生物量的效果最好(R~2=0.72,RMSEP=56.15),采用RVI线性模型估算荒漠植被地上生物量的效果最好(R~2=0.82,RMSEP=15.07);研究区内荒漠植被和人工固沙林的单位面积地上生物量分别为90.73g/m~2和105.28g/m~2。该研究可以为荒漠化监测和荒漠植被遥感信息提取提供参考。  相似文献   

3.
陈宝  刘志华  房磊 《生态学报》2019,39(22):8630-8638
火干扰是北方针叶林结构、功能及动态的主要调节因子之一。研究火后植被恢复对理解火干扰和生态系统的交互作用具有重要意义。火烧迹地通常由植被与基质混合组成,在中低分辨率( > 10 m)遥感影像中表现为混合像元,因此研究亚像元尺度上植被的恢复是精确量化植被恢复的关键。本研究以2000年大兴安岭呼中自然保护区中8700 hm2火烧迹地为研究区,以两期(2014年6月1日和2010年6月22日)中分辨率Landsat ETM+影像(30 m)为基础数据,比较多端元光谱混合分析(Multiple Endmember Spectral Mixture Analysis,MESMA)和归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)获得的植被盖度,以高分辨率(2 m)WorldView-2影像(2014年7月1日)为验证数据,对两种方法计算的植被盖度精度进行比较。结果表明,MESMA方法获得的植被盖度(R2=0.691)与传统的NDVI获得的植被盖度(R2=0.700)精度无统计差异,中烈度下获得的植被覆盖精度高于低、高火烧烈度。为验证同一端元能否运用到不同时相的Landsat影像中,本研究将从2014年影像中获取的最佳端元运用到2010年影像中获得植被盖度图,结果表明2014年与2010年得到的RMSE(均方根误差)均值分别为0.0015和0.0065,说明最佳端元可用于不同时相的影像分解。本研究表明MESMA方法可有效监测北方针叶林中火后植被盖度恢复,并可运用于时间序列遥感影像监测植被恢复动态。  相似文献   

4.
利用多尺度遥感影像综合进行全球和区域尺度的土地利用/覆盖变化(LUCC)研究是最近全球变化研究的重要方向之一.本文综合利用野外群落样方、数字相机、ETM+影像、NOAA/AVHRR影像,在遥感、GIS和GPS支持下,对我国北方典型草原区植被盖度进行了综合监测、模拟与分析.结果表明:(1)利用经处理后的数字相机影像测量盖度的结果准确性较高,可以作为植被盖度测量的标准结果,反映真实的覆盖特征,并用以验证利用其它方法测量结果的精度.(2)利用野外1 m2样方网格法目视估测的植被盖度结果变化较大,不稳定.本次实验中,与数字相机测量结果相比,样方估测的盖度普遍偏高,平均偏差为9.92%;但两者相关性较好(r2=0.89).(3)采用Gutman模型ETM+影像、NOAA/AVHRR影像反演植被盖度的结果与数字相机测量结果偏差分别为7.03%、7.83%,ETM+像元分解NOAA像元后得到的植被盖度与数字相机测量结果偏差5.68%.三者与数字相机测量结果的相关系数r2分别为0.78、0.6l和0.76.(4)利用野外实测植被盖度数据直接与NOAA-NDVI影像建立统计模型估算植被盖度的精度较低(r2=0.65),而通过空间分辨率介于两者之间的ETM+影像进行转换后,该精度得到一定的提高(r2=0.80).利用像元分解的方法提高了大尺度植被盖度监测的精度,是利用遥感数据进行尺度转换研究的重要实践.多尺度遥感影像的综合对地观测对大区域上反演植被盖度有很好的促进作用.  相似文献   

5.
三种回归分析方法在Hyperion影像LAI反演中的比较   总被引:2,自引:0,他引:2  
孙华  鞠洪波  张怀清  林辉  凌成星 《生态学报》2012,32(24):7781-7790
借助GPS进行地面精确定位,利用LAI-2000冠层分析仅在攸县黄丰桥林场开展130个样地(60m×60m)的叶面积指数(Leaf Area Index,LAI)测量.采用FLAASH模块对Hyperion数据进行大气校正并与地面同步冠层观测数据进行拟合,通过研究地面实测LAI与Hyperion影像波段及其衍生的系列植被指数(NDVI、RVI等)的相关性,筛选出估算叶面积指数的植被指数因子.应用曲线估计、逐步回归及偏最小二乘三种回归分析技术分别建立叶面积指数的最优估算模型.结果表明:参与建模的因子中,比值植被指数(RVI)与LAI的相关性最大,敏感性最高,其次是SARVI0.1,NDVI705,NDVI,SARVI0.1,SARVI0.25;曲线估计、逐步回归分析和偏最小二乘回归三种分析方法所建的6个回归模型中,偏最小二乘回归的拟合效果最好,预测值与实测值的决定系数R2为0.84、曲线估计的拟合效果最低,预测值与实测值的决定系数R2为0.64;建模精度分析表明,选用5-6个自变量因子进行LAI建模是可靠的,以6个植被因子建立的偏最小二乘回归模型预测精度最高.  相似文献   

6.
多尺度遥感综合监测我国北方典型草原区植被盖度   总被引:10,自引:0,他引:10  
利用多尺度遥感影像综合进行全球和区域尺度的土地利用/覆盖变化(LUCC)研究是最近全球变化研究的重要方向之一。本文综合利用野外群落样方、数字相机、ETM+影像、NOAA/AVHRR影像,在遥感、GIS和GPS支持下,对我国北方典型草原区植被盖度进行了综合监测、模拟与分析。结果表明:(1) 利用经处理后的数字相机影像测量盖度的结果准确性较高,可以作为植被盖度测量的标准结果,反映真实的覆盖特征,并用以验证利用其它方法测量结果的精度。(2) 利用野外1 m2样方网格法目视估测的植被盖度结果变化较大,不稳定。本次实验中,与数字相机测量结果相比,样方估测的盖度普遍偏高,平均偏差为9.92%;但两者相关性较好(r2=0.89)。(3) 采用Gutman模型ETM+影像、NOAA/AVHRR影像反演植被盖度的结果与数字相机测量结果偏差分别为7.03%、7.83%,ETM+像元分解NOAA像元后得到的植被盖度与数字相机测量结果偏差5.68%。三者与数字相机测量结果的相关系数r2分别为0.78、0.61和0.76。(4)利用野外实测植被盖度数据直接与NOAA-NDVI影像建立统计模型估算植被盖度的精度较低(r2=0.65),而通过空间分辨率介于两者之间的ETM+影像进行转换后,该精度得到一定的提高(r2=0.80)。利用像元分解的方法提高了大尺度植被盖度监测的精度,是利用遥感数据进行尺  相似文献   

7.
浑善达克沙地无芒雀麦(Bromus inermis)空间分布格局   总被引:3,自引:1,他引:2  
通过西北-东南和东北-西南方向两条宽5m×长3km的样带和一块4m×4m的样方调查,研究了浑善达克沙地无芒雀麦、植被、土壤水分及土壤盐分的空间变异特点及其相互关系。结果表明,样带内植被盖度、无芒雀麦盖度、土壤水分和土壤盐分的空间变化格局相似,然而,在不同的空间方向上,它们具有不同的空间变化;样方内无芒雀麦地上部生物量、分株数和土壤盐分具有相似的空间变化格局,但却不同于植被地上部总生物量和土壤水分的空间变化格局。相关分析表明,样带内植被盖度、无芒雀麦盖度与土壤水分和土壤盐分之间均具有显著的正相关关系。土壤水分和土壤盐分也具有显著的正相关。样方内无芒雀麦地上部生物量、分株数及植被地上部总生物量与土壤水分均具有显著的正相关关系,但与土壤盐分没有显著的相关关系。无芒雀麦地上部生物量、分株数和植被地上部总生物量三者之间,以及土壤水分和土壤盐分之间也均具有显著的正相关关系。研究结果表明了植被与土壤之间的相互关系依赖于空间尺度。  相似文献   

8.
CHRIS/PROBA是目前具有最高空间分辨率(17 m×17 m)的星载多角度高光谱数据,该款数据在反演植被垂直结构参数,如树高、叶面积指数(leaf area index,LAI)等方面具有重要的应用前景。基于四尺度几何光学模型得到马尾松(Pinus massoniana Lamb.)冠层的归一化差分植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)各向异性分布规律,利用CHRIS红光特征波段和近红外特征波段构建一种新型多角度植被指数(normalized hotspot-dark-spot difference vegetation index,NHDVI),并将其应用于CHRIS数据对马尾松林的LAI遥感估算上。结果显示:(1)相比归一化差分植被指数(NDVI)与土壤调节植被指数(soil adjusted vegetation index,SAVI)而言,NHDVI能很好地融合光谱信息与角度信息,与地面实测LAI的决定系数达到0.7278;(2)利用NHDVI-LAI统计回归模型方法来反演LAI值,将得到的LAI值与地面实测值进行相关性分析,结果拟合优度达到0.8272,均方根误差RMSE为0.1232。与传统植被指数相比,包含角度信息的多角度植被指数对LAI的反演在精度上有较大提升,同时比基于辐射传输模型的反演方法更简易、实用。  相似文献   

9.
唐家河国家级自然保护区林麝排便点偏好   总被引:1,自引:0,他引:1  
林麝(Moschus berezovskii)是重要的资源动物,也是生态系统中的重要一员,由于过度捕猎和栖息地破碎化等导致其种群急剧下降。恢复林麝种群的根本方法是保护和恢复其栖息地。林麝的排便点分布在其整个活动区内,且有很好的指示作用。本研究通过分析林麝排便点位置,了解林麝栖息地选择偏好。在唐家河国家级自然保护区内不同海拔梯度布置17个1 km × 1 km的样方,每个样方内至少1条样线,样线每隔400 m设置搜索样线,以发现排便点为中心设置1个10 m × 10 m 利用样方,若未发现排便点,在搜索样线中部设置1个10 m × 10 m 对照样方,并记录样方内的生境因子。采用Ivlev的选择性指数、广义线性模型及多重对应法分析林麝对生境因子的偏好。结果发现,林麝最为偏好的植被类型为针阔混交林(E = 0.528),而规避常绿阔叶林(E =﹣1)、次生落叶阔叶林(E =﹣0.816)和常绿落叶阔叶林(E =﹣0.585)。此外,海拔、灌丛盖度和坡度也显著影响林麝栖息地偏好,其排便点集中分布在海拔2 000 ~ 2 600 m区间,并且偏好有一定灌丛盖度且坡度陡的生境。  相似文献   

10.
基于遥感图像不同辐射校正水平的植被覆盖度估算模型   总被引:2,自引:0,他引:2  
选用南京市SPOT 5 HRG图像的地物反射率(PAC)、表观反射率(TOA)和灰度值(DN)影像,提取了4种植被指数(VI),即归一化植被指数(NDVI)、转换植被指数(TVI)、土壤调节植被指数(SAVI)和修正的土壤调节植被指数(MSAVI),与地面实测的植被覆盖度进行了回归分析,并建立了36个VI-VFC关系模型.结果表明:在所有模型中,基于PAC级影像提取的NDVI和TVI的3次多项式模型最优;其次为基于DN级影像提取的SAVI和MSAVI的3次多项式模型,在VFC>0.8时其精度略高于前两种模型.这4个模型在植被中等密集区域(VFC=0.4~0.8)的精度高于植被稀疏区域(VFC=0~0.4).所建模型可通过中间模型的联结,进行推广使用.在基于VI-VFC关系建模过程中,基于遥感影像不同辐射校正水平提取植被指数,有利于充分挖掘遥感影像信息,进而提高VFC估算的精度.  相似文献   

11.
在复杂的气候变化条件下, 利用水碳耦合模型进行生态水文学研究成为主要的研究手段和途径。该文以杂谷脑河上游流域为例, 在确定生态水文模型WaSSI-C模拟尺度的基础上, 探讨水碳耦合模型在中国西南湿润地区的适用性。杂古脑河上游流域位于岷江上游, 隶属于长江流域。在分析和讨论了模型结构和机理的基础上, 分别对模型蒸散和融雪计算进行了补充改进, 以提高模型的适用性。将1988-1996年作为模型的率定期, 1997-2006年作为模型的验证期, 分别在率定期和验证期利用实测的径流数据和中分辨率成像光谱仪数据的总初级生产力、蒸散(ET)数据, 对模拟结果进行对比验证。并利用决定系数(R2)和Nash-Sutcliffe效率系数(NS)两个指标对模拟效果进行评价。流域总径流率定期和验证期对比验证的R2分别为0.86和0.78; NS分别为0.82和0.67。总生态系统生产力和ET验证期的R2分别为0.89和0.78。可见模型模拟结果的两个评价指标都处于较为理想的区间内, 说明WaSSI-C模型在研究区内具有较好的适用性。并对模型的蒸散计算方法进行了讨论, 在此基础上提出了模型中存在的问题和改进的方向。  相似文献   

12.
生理房室药动学模型   总被引:1,自引:0,他引:1  
生理药动学模型较n房室模型能更准确地描述药物在体内的处置过程,但在实际应用中由于其计算结果有较大的误差而限制其应用和推广.在生理模型中,某一组织器官中血液分布容积相对于单位时间的血流量来说,如果太大,就去给计算结果带来较大的误差.本文提出的生理房室模型可以减小这种误差,从而更准确地模拟药物在体内的处置过程.文中对一组模拟的生理和生化参数分别求出了生理房室模型和生理模型的数值解.通过两组解的比较,说明生理房室模型可以描述药物在体内处置过程中的细微变化.  相似文献   

13.
Abstract A model is presented that describes energy for maintenance purposes (ATP) as being obtained simultaneously from biomass degradation as well as from substrate degradation in excess of growth requirements. The ratio between both catabolic processes was taken to be growth rate dependent. As such, this approach is intermediate between established models; its significant features are negative growth and the absence of substrate consumption at zero substrate concentration, and the attainability of the maximum specific growth rate (the model parameter μ max) at elevated substrate concentrations. As a simple case, the amounts of ATP obtained from direct substrate catabolism or from the degradation of an equivalent amount of biomass were taken as identical. Also, the maintenance demand in terms of ATP per unit time and biomass was taken to be constant. True growth rate dependency of maintenance can be implemented by relaxing either of these assumptions.  相似文献   

14.
The relationship between mechanical work and metabolic energy cost during movement is not yet clear. Many studies demonstrated the utility of forward-dynamic musculoskeletal models combined with experimental data to address such question. The aim of this study was to evaluate the applicability of a muscle energy expenditure model at whole body level, using an EMG-driven approach.Four participants performed a 5-min squat exercise on unilateral leg press at two different frequencies and two load levels. Data collected were kinematics, EMG, forces and moments under the foot and gas-exchange data. This same task was simulated using a musculoskeletal model, which took EMG and kinematics as inputs and gave muscle forces and muscle energetics as outputs. Model parameters were taken from literature, but maximal isometric muscle force was optimized in order to match predicted joint moments with measured ones. Energy rates predicted by the model were compared with energy consumption measured by the gas-exchange data.Model results on metabolic energy consumption were close to the values obtained through indirect calorimetry. At the higher frequency level, the model underestimated measured energy consumption. This underestimation can be explained with an increase in energy consumption of the non-muscular mass with movement velocity.In conclusion, results obtained in comparing model predictions with experimental data were promising. More research is needed to evaluate this way of computing mechanical and metabolic work.  相似文献   

15.
In this paper, a methodology for the development and validation of a numerical model of the human head using generic procedures is presented. All steps required, starting with the model generation, model validation and applications will be discussed. The proposed model may be considered as a dual one due to its capabilities to switch from deformable to a rigid body according to the application's requirements. The first step is to generate the numerical model of the human head using geometry files or medical images. The required stiffness and damping for the elastic connection used for the rigid body model are identified by performing a natural frequency analysis. The presented applications for model validation are related to impact analysis. The first case is related to Nahum's (Nahum and Smith 1970) experiments pressure data being evaluated and a pressure map generated using the results from discrete elements. For the second case, the relative displacement between the brain and the skull is evaluated according to Hardy's (Hardy WH, Foster CD, Mason, MJ, Yang KH, King A, Tashman S. 2001.Investigation of head injury mechanisms using neutral density technology and high-speed biplanar X-ray. Stapp Car Crash J. 45:337–368, SAE Paper 2001-22-0016) experiments. The main objective is to validate the rigid model as a quick and versatile tool for acquiring the input data for specific brain analyses.  相似文献   

16.
Heat transfer in a biological system is a complex process and its analysis is difficult. Heterogeneous vascular architecture, blood flow in the complex network of arteries and veins, varying metabolic heat generation rates and dependence of tissue properties on its physiological condition contribute to this complexity. The understanding of heat transfer in human body is important for better insight of thermoregulatory mechanism and physiological conditions. Its understanding is also important for accurate prediction of thermal transport and temperature distribution during biomedical applications. During the last three decades, many attempts have been made by researchers to model the complex thermal behavior of the human body. These models, viz., blood perfusion, countercurrent, thermal phase-lag, porous-media, perturbation, radiation, etc. have their corresponding strengths and limitations. Along with their biomedical applications, this article reviews various contextual issues associated with these models. After brief discussion of early bioheat models, the newly developed bioheat models are discussed in detail. Dependence of these models on biological properties, viz., thermophysical and optical properties are also discussed.  相似文献   

17.
The Allee effect means reduction in individual fitness at low population densities. There are many discrete-time population models with an Allee effect in the literature, but most of them are phenomenological. Recently, Geritz and Kisdi [2004. On the mechanistic underpinning of discrete-time population models with complex dynamics. J. Theor. Biol. 228, 261-269] presented a mechanistic underpinning of various discrete-time population models without an Allee effect. Their work was based on a continuous-time resource-consumer model for the dynamics within a year, from which they derived a discrete-time model for the between-year dynamics. In this article, we obtain the Allee effect by adding different mate finding mechanisms to the within-year dynamics. Further, by adding cannibalism we obtain a higher variety of models. We thus present a generator of relatively realistic, discrete-time Allee effect models that also covers some currently used phenomenological models driven more by mathematical convenience.  相似文献   

18.
物种分布模型在海洋潜在生境预测的应用研究进展   总被引:1,自引:0,他引:1  
海洋生物的栖息分布与环境要素的关联性一直是海洋生态学研究的热点之一.近年来,物种分布模型被广泛应用于预测海洋物种分布、潜在适宜性生境评价等研究,为保护海洋生物多样性、防治外来物种入侵及制定渔业管理措施等提供了一条有效途径.物种分布模型主要包括生境适宜性指数模型、机理模型和统计模型.本文对物种分布模型的理论基础进行了归纳和总结,回顾了物种分布模型在预测海洋物种潜在地理分布研究中的开发与应用,重点介绍了不同类型统计模型在海洋物种潜在分布预测中的研究实例.比较各种选取变量和模型验证方法,认为赤池信息准则对于选取模型变量具有优势,Kappa系数和受试者操作特征曲线下面积在验证模型精度中应用最广泛.阐述了物种分布模型存在的问题及未来发展趋势,随着海洋生物生理机制研究的进一步深入,机理模型将是今后物种分布模型发展的重点.  相似文献   

19.
We present a mechanistic underpinning for various discrete-time population models that can produce limit cycles and chaotic dynamics. Specific examples include the discrete-time logistic model and the Hassell model, which for a long time eluded convincing mechanistic interpretations, and also the Ricker- and Beverton-Holt models. We first formulate a continuous-time resource consumption model for the dynamics within a year, and from that we derive a discrete-time model for the between-year dynamics. Without influx of resources from the outside into the system, the resulting between-year dynamics is always overcompensating and hence may produce complex dynamics as well as extinction in finite time. We recover a connection between various standard types of continuous-time models for the resource dynamics within a year on the one hand and various standard types of discrete-time models for the population dynamics between years on the other. The model readily generalizes to several resource and consumer species as well as to more than two trophic levels for the within-year dynamics.  相似文献   

20.
土壤-植物-大气连续体水热、CO2通量估算模型研究进展   总被引:3,自引:0,他引:3  
王靖    于强  潘学标  尹红  张永强 《生态学报》2008,28(6):2843-2843~2853
土壤-植物-大气连续体(SPAC)水热、CO2通量的准确估算对理解陆地和大气的物质和能量交换过程有着重要意义.重点阐述了基于过程的土壤-植物-大气连续体水热、CO2通量模型,综述了统计模型、综合模型及基于遥感的模型的发展过程.其中水热通量统计模型包括基于温度和湿度以及基于温度和辐射的方法;CO2通量统计模型包括基于气候因子或蒸散因子以及基于光能利用率的方法.水热通量过程模型包括大叶、双源、多源和多层的水热传输物理模型;CO2通量过程模型包括叶片尺度及由大叶、双叶和多层方法扩展到冠层尺度的生理生态模型以及光合-蒸腾耦合模型.综合模型包括生物物理模型、生物化学模型和生物地理模型.统计模型形式简单,资料易得,对大范围的水热通量模拟具有指导意义;过程模型准确的揭示了水热和CO2通量传输的物理和生理过程,是大尺度综合模型的基础.未来生态系统水热、CO2通量估算模型将集成各种技术手段进行多尺度网络观测和大尺度机理模拟.  相似文献   

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