黑河生态水文遥感试验:黑河流域1km/5天合成叶面积指数(LAI)数据集(2010-2014)

黑河流域1km/5天合成叶面积指数(LAI)数据集提供了2010-2014年的5天LAI合成结果,该数据利用Terra/MODIS、Aqua/MODIS、以及国产卫星FY3A/MERSI和FY3B/MERSI传感器数据构建空间分辨率1km、时间分辨率5天的多源遥感数据集。多源遥感数据集可在有限时间内提供比单一传感器更多的角度和更多次的观测,但是,由于传感器的在轨运行时间及性能差异,多源数据集的观测质量参差不齐。因此,为更有效的利用多源数据集,算法首先对多源数据集进行了质量分级,根据观测合理性分为一级数据、二级数据、三级数据。三级数据为受薄云污染的观测,不用于计算。质量评估及分级的目的是为LAI反演时最优数据集的选择及反演算法流程设计提供依据。叶面积指数产品反演算法设计为区分山地平地、区分植被类型使用不同模型的神经网络法反演。基于全球DEM图和地表分类图,针对草地和农作物等连续植被采用PROSAIL模型,针对森林和山地植被采用坡面GOST模型。利用黑河上游森林和中游绿洲的地面实测数据生成的参考图,并将对应的高分辨率参考图升尺度到1km分辨率,与LAI产品进行比较,产品在农田和森林区域与参考值间均具有良好的相关性,总体精度基本满足GCOS规定的误差不超过 (0.5, 20%)的精度阈值。将本产品与MODIS、GEOV1和GLASS等LAI产品进行交叉对比,相比较参考值而言,本LAI产品精度优于同类产品。总之,黑河流域1km/5天合成LAI数据集综合利用多源遥感数据以提高LAI参数产品的估算精度、时间分辨率等,更好的服务于遥感数据产品的应用。

doi: 10.3972/hiwater.292.2016.db 8110 210 2017-11-24

黑河生态水文遥感试验:黑河流域中游样带地表覆盖类型(2012年6月29日)

2012年6月29日,在黑河中游的样带区域,利用运12飞机,搭载CASI传感器,开展了可见光/近红外高光谱航空遥感数据获取飞行试验。飞行相对高度2000米(海拔高3500米),CASI传感器波长范围分别为380-1050纳米,空间分辨率分别为1米。利用同步测量的地面数据和大气数据,经过几何和6S大气校正,得到地表反射率产品。参考样带区域地表覆盖类型实地调查数据,利用分层分类方法对两条航空飞行样带进行地表覆盖分类制图。

doi: 10.3972/hiwater.171.2014.db 9777 22 2017-08-27

黑河生态水文遥感试验:黑河流域中游CASI飞行同步植被叶绿素含量测量数据集(2012年7月8日)

植被叶绿素含量的测量是为了获取不同EC站点以及不同类型植被叶绿素的含量,并实现遥感反演的叶绿素产品的真实性检验。 观测仪器: 野外采样,室内丙酮萃取法测量。 测量方式: 为了分析株高对叶绿素含量的影响,根据玉米株高记录选择不同的样方进行采样,总共选择了11个玉米样方。为了比较不同植被类型的叶绿素含量,又选取了通量矩阵内EC1下的三种蔬菜类型以及湿地的芦苇样方。总共选取了19个不同的样方进行分析,所采样方交于河西学院生命科学学院实验室,进行叶绿素萃取,分别提取出所选样方的叶绿素a、叶绿素b以及总叶绿素的含量。 数据内容: 叶绿素a、叶绿素b以及总叶绿素的含量 观测时间: 2012年7月8号

doi: 10.3972/hiwater.038.2013.db 11224 34 2017-08-25

黑河生态水文遥感试验:黑河流域中游通量观测矩阵核心试验区土地利用覆被数据集

在2012年中游航空遥感试验开展期间,对黑河中游核心观测区利用航飞CASI数据结合地面调查获得了高分辨率的土地覆盖数据。 分类方法: 基于CASI航空遥感数据,采用分层分类方法对该区域进行分类。树木、草地、裸地+建筑用地类别:综合运用基于像素与基于对象的分类方法。各种农作物类别:对于难以区分的类别,通过结合地面调查点,目视解译得到。 数据内容: 土地覆盖类型,包括玉米、韭菜、白杨、菜花、菜椒,土豆,青笋,果园,西瓜,四季豆,梨园,阴影,非植被和未分类14种地表类型。 观测地点: 黑河中游核心观测区,5*5矩阵。 观测时间: 本次调查时间从2012年6月25日。

doi: 10.3972/hiwater.156.2014.db 12355 64 2017-08-25

黑河生态水文遥感试验:黑河流域1km/5天合成植被指数(NDVI/EVI)数据集-2015

黑河流域1km/5day植被指数(NDVI/EVI)数据集提供了2015年的5天分辨率NDVI/EVI合成产品,该数据利用我国国产卫星FY-3数据兼具较高时间分辨率(1天)和空间分辨率(1km)的特点构造多角度观测数据集,在对多源数据集以及现有合成植被指数产品及算法进行分析的基础上,提出了基于多源数据集生产1km分辨率5天周期的全球合成植被指数产品算法体系。植被指数合成算法基本采用MODIS的植被指数合成算法,即基于半经验的Walthall模型的BRDF角度归一化方法、CV-MVC法和MVC法的算法体系。利用该算法体系,分别对一级数据、二级数据计算合成植被指数,并进行质量标识。多源数据集可在有限时间内提供比单一传感器更多的角度和更多次的观测,但是,由于传感器的在轨运行时间及性能差异,多源数据集的观测质量参差不齐。因此,为更有效的利用多源数据集,算法体系首先对多源数据集进行了质量分级,根据观测合理性分为一级数据、二级数据、三级数据。三级数据为受薄云污染的观测,不用于计算。在黑河中游农田、森林区域的验证结果表明,联合多时相、多角度观测数据的NDVI/EVI合成结果与地面实测数据具有较好的一致性(RMSE=0.105)。与MODIS MOD13A2产品的时间序列对比分析,充分显示了时间分辨率从16天提高到5天时,稳定的高精度的植被指数对植被生长细节的细致描述。总之,黑河流域1km/5day合成植被指数(NDVI/EVI)数据集综合利用多时相、多角度观测数据以提高参数产品的估算精度、时间分辨率等,更好的服务于遥感数据产品的应用。

doi: 10.3972/hiwater.339.2016.db 10732 174 2016-11-24

黑河生态水文遥感试验:黑河流域1km/5天合成叶面积指数(LAI)数据集-2015

黑河流域2015年1km/5天合成叶面积指数(LAI)数据集提供了2015年的5天LAI合成结果,该数据利用Terra/MODIS、Aqua/MODIS、以及国产卫星FY3A/MERSI和FY3B/MERSI传感器数据构建空间分辨率1km、时间分辨率5天的多源遥感数据集。多源遥感数据集可在有限时间内提供比单一传感器更多的角度和更多次的观测,但是,由于传感器的在轨运行时间及性能差异,多源数据集的观测质量参差不齐。因此,为更有效的利用多源数据集,算法首先对多源数据集进行了质量分级,根据观测合理性分为一级数据、二级数据、三级数据。三级数据为受薄云污染的观测,不用于计算。质量评估及分级的目的是为LAI反演时最优数据集的选择及反演算法流程设计提供依据。叶面积指数产品反演算法设计为区分山地平地、区分植被类型使用不同模型的神经网络法反演。基于全球DEM图和地表分类图,针对草地和农作物等连续植被采用PROSAIL模型,针对森林和山地植被采用坡面GOST模型。利用黑河上游森林和中游绿洲的地面实测数据生成的参考图,并将对应的高分辨率参考图升尺度到1km分辨率,与LAI产品进行比较,产品在农田和森林区域与参考值间均具有良好的相关性,总体精度基本满足GCOS规定的误差不超过 (0.5, 20%)的精度阈值。将本产品与MODIS、GEOV1和GLASS等LAI产品进行交叉对比,相比较参考值而言,本LAI产品精度优于同类产品。总之,黑河流域1km/5天合成LAI数据集综合利用多源遥感数据以提高LAI参数产品的估算精度、时间分辨率等,更好的服务于遥感数据产品的应用。

doi: 10.3972/hiwater.338.2016.db 9005 167 2016-11-24

黑河生态水文遥感试验:黑河流域30m/月合成植被指数(NDVI/EVI)数据集(2011-2014)

黑河流域30m/月植被指数(NDVI/EVI)数据集提供了2011-2014年的月度NDVI/EVI合成产品,该数据利用我国国产卫星HJ/CCD数据兼具较高时间分辨率(组网后2天)和空间分辨率(30m)的特点构造多角度观测数据集,以平均合成MC法作为主算法进行合成,备用算法采用VI法。同时,将多源数据集主要观测角作为质量描述符的一部分,以辅助分析合成植被指数残留的角度效应。每月获取的遥感数据能够提供比单天传感器数据更多的角度和更多次的观测,但由于传感器的在轨运行时间及性能差异,多时相、多角度观测数据的质量参差不齐。因此,为有效利用多时相、多角度观测数据,本算法在利用多源数据集进行植被指数合成前,设计了对多源数据集的数据质量检查,去除了较大误差观测及不一致的观测。在黑河中游农田区域的验证结果表明,联合多时相、多角度观测数据的NDVI/EVI合成结果与地面实测数据具有较好的一致性(R2=0.89,RMSE=0.092)。总之,黑河流域30m/月合成植被指数(NDVI/EVI)数据集综合利用多时相、多角度观测数据以提高参数产品的估算精度、时间分辨率等,实现了稳定的标准化产品的从无到有,更好的服务于遥感数据产品的应用。

doi: 10.3972/hiwater.295.2016.db 6766 39 2016-04-18

黑河生态水文遥感试验:黑河流域1km/5天光合有效辐射吸收比例(FPAR)数据集

黑河流域光合有效辐射吸收比例数据集提供了2013-2014年的光合有效辐射吸收比例数据产品。光合有效辐射吸收比例(FPAR)是光合有效辐射穿过冠层到达地表又被反射从冠层穿出过程中被冠层吸收的光合有效辐射占全部光合有效辐射的比例,它是由植被冠层生理生态特性以及结构特性所决定。本数据集算法在基于能量守恒的FPAR反演方法的基础上发展而来,为体现直散射辐射在冠层中路径和被吸收概率的不同,发展了一种区分直射与散射的FPAR反演模型。算法能够反演植被冠层直射部分FPAR、散射FPAR及总FPAR,反演得到的瞬时FPAR与观测FPAR间RMSE为0.0289,R2为0.8419。

doi: 10.3972/hiwater.291.2016.db 8949 193 2016-04-17

黑河生态水文遥感试验:黑河流域1km/5天合成植被指数(NDVI/EVI)数据集(2011-2014)

黑河流域1km/5day植被指数(NDVI/EVI)数据集提供了2011-2014年的5天分辨率NDVI/EVI合成产品,该数据利用我国国产卫星FY-3数据兼具较高时间分辨率(1天)和空间分辨率(1km)的特点构造多角度观测数据集,在对多源数据集以及现有合成植被指数产品及算法进行分析的基础上,提出了基于多源数据集生产1km分辨率5天周期的全球合成植被指数产品算法体系。植被指数合成算法基本采用MODIS的植被指数合成算法,即基于半经验的Walthall模型的BRDF角度归一化方法、CV-MVC法和MVC法的算法体系。利用该算法体系,分别对一级数据、二级数据计算合成植被指数,并进行质量标识。多源数据集可在有限时间内提供比单一传感器更多的角度和更多次的观测,但是,由于传感器的在轨运行时间及性能差异,多源数据集的观测质量参差不齐。因此,为更有效的利用多源数据集,算法体系首先对多源数据集进行了质量分级,根据观测合理性分为一级数据、二级数据、三级数据。三级数据为受薄云污染的观测,不用于计算。在黑河中游农田、森林区域的验证结果表明,联合多时相、多角度观测数据的NDVI/EVI合成结果与地面实测数据具有较好的一致性(RMSE=0.105)。与MODIS MOD13A2产品的时间序列对比分析,充分显示了时间分辨率从16天提高到5天时,稳定的高精度的植被指数对植被生长细节的细致描述。总之,黑河流域1km/5day合成植被指数(NDVI/EVI)数据集综合利用多时相、多角度观测数据以提高参数产品的估算精度、时间分辨率等,更好的服务于遥感数据产品的应用。

doi: 10.3972/hiwater.289.2016.db 9167 178 2016-04-15

黑河生态水文遥感试验:黑河流域土地利用覆被数据集

黑河流域土地利用覆盖数据集提供了2011-2015年的月度地表类型覆盖数据,该数据利用我国国产卫星HJ/CCD数据兼具较高时间分辨率(组网后2天)和空间分辨率(30m)的特点构造时间序列数据,针对各类地物随时间变化呈现的NDVI时间序列曲线不同,对不同地物特征进行知识归纳,设定提取规则不同地物信息。黑河流域土地利用覆盖数据集保留了传统的土地利用图的基本类别信息,包括水体,城镇,耕地,常绿针叶林,落叶阔叶林等,同时增加了对耕地范围的作物精细分类(包括玉米、大麦、油菜、春小麦等主要作物信息)、更新了上游冰川、积雪等信息,使黑河流域的土地覆盖信息更为详细。 通过和黑河流域历史土地利用图以及其他植被覆盖产品相比,黑河流域土地利用覆盖数据集的分类效果在视觉上都要优于其他数据,利用黑河中游实地调研数据,中游的作物精细分类信息精度也较高。由Google Earth高清影像和实地调研数据对2012年的分类结果进行精度评价,总体精度达到92.19%。总之,黑河流域土地利用覆盖数据集不仅具有较高总体精度而且细化了耕地范围的作物信息,更新了冰川、积雪等地类信息,是精度更高、分类更细的黑河流域地表分类数据。

doi: 10.3972/hiwater.155.2014.db 19005 465 2016-04-15