基于MODIS的南方草地NPP遥感估算与应用

doi:10.11686/cyxb20130502

草业学报 ›› 2013, Vol. 22 ›› Issue (5): 11-17.DOI: 10.11686/cyxb20130502

基于MODIS的南方草地NPP遥感估算与应用

孙成明¹,刘涛¹,田婷¹,郭斗斗¹,王力坚¹,陈瑛瑛¹,李菲¹,李建龙^2*

1.扬州大学农学院江苏省作物遗传生理国家重点实验室培育点,江苏扬州　225009;
2.南京大学生命科学学院,江苏南京 210093

出版日期:2013-10-20 发布日期:2013-10-20
通讯作者: E-mail:jlli2008@nju.edu.cn
作者简介:孙成明(1973-),男,江苏宿迁人,副教授,博士。
基金资助:
国家重点基础研究发展计划(973)项目(2010CB950702),江苏高校优势学科建设工程资助项目(2011-05)和APN全球变化基金项目(ARCP2011-06CMY-LI)资助。

Remote sensing estimation and application of grassland NPP based on MODIS data in southern China

SUN Cheng-ming¹, LIU Tao¹, TIAN Ting¹, GUO Dou-dou¹, WANG Li-jian¹, CHEN Ying-ying¹, LI Fei¹, LI Jian-long²

1.Key Laboratory of Crop Genetics and Physiology of Jiangsu Province, College of Agriculture, Yangzhou University, Yangzhou 225009, China;
2.College of Life Science, Nanjing University, Nanjing 210093, China

Online:2013-10-20 Published:2013-10-20

摘要/Abstract

摘要： 草地NPP遥感模型的构建是实现大面积草地NPP估算的有效途径之一。以MODIS-NDVI数据为基础,以南方草山草坡为研究对象,结合野外实测数据,分析了草地NPP与NDVI之间的关系,同时构建了以NDVI为自变量以及水热条件为调节因子的南方草地NPP遥感估算模型,并通过不同年份独立的实测数据对模型进行了验证。结果表明,南方草地NPP与NDVI之间存在5种相关类型,均达到了极显著水平。NPP的模拟值和实测值之间具有很好的相关性和一致性,5种草地类型R²分别为0.902 2,0.826 6,0.871 2,0.887 7和0.875 5,均达到了极显著水平,均方根误差(RMSE)和相对均方根差(RRMSE)均较小。表明模型的模拟结果比较可靠,为南方草地NPP估算及草地资源管理提供了一种有效的方法。

Abstract: The construction of estimation model with remote sensing for grassland net primary productivity (NPP) is one of the effective ways to realize grassland NPP estimation in large areas. This paper analyzed the relationships between NPP and normalized difference vegetation index (NDVI) based on the moderate-resolution imaging spectroradiometer (MODIS) data and field measurement data. The estimation model of NPP in the southern grassy mountains and slopes was constructed with NDVI as the independent variable and hydrothermal conditions as regulatory factors, and the model was validated by independent observed data in different years. There were five relevant types between the grassland NPP and NDVI, and the correlations all reached a very significant level. There were good correlation and consistency between the simulated and observed NPP, and R² were 0.902 2, 0.826 6, 0.871 2, 0.887 7, 0.875 5, respectively, all achieved a very significant level too. The RMSE and RRMSE between observed and simulated NPP were smaller. It indicated that the model was reliable, and the results of above provided an effective method for the estimation of grassland NPP and the resource management in southern china.

中图分类号:

S812-05
S127

孙成明,刘涛,田婷,郭斗斗,王力坚,陈瑛瑛,李菲,李建龙. 基于MODIS的南方草地NPP遥感估算与应用[J]. 草业学报, 2013, 22(5): 11-17.

SUN Cheng-ming, LIU Tao, TIAN Ting, GUO Dou-dou, WANG Li-jian, CHEN Ying-ying, LI Fei, LI Jian-long. Remote sensing estimation and application of grassland NPP based on MODIS data in southern China[J]. Acta Prataculturae Sinica, 2013, 22(5): 11-17.

参考文献

施新民, 黄峰, 陈晓光, 等. 气候变化对宁夏草地生态系统的影响分析. 干旱区资源与环境, 2008, 22(2): 65-69.
李刚, 周磊, 王道龙, 等. 内蒙古草地NPP变化及其对气候的响应. 生态环境, 2008, 17(5): 1948-1955.
林慧龙, 常生华, 李飞. 草地净初级生产力模型研究进展. 草业科学, 2007, 24(12): 26-29.
朱志辉. 自然植被净初级生产力估计模型. 科学通报, 1993, 38(15): 1422-1426.
周广胜, 张新时. 全球气候变化的中国自然植被的净初级生产力研究. 植物生态学报, 1996, 20(1): 11-19.
Fan J W, Shao Q Q, Liu J Y, et al. Assessment of effects of climate change and grazing activity on grassland yield in the Three Rivers Headwaters Region of Qinghai-Tibet Plateau, China. Environmental Monitoring and Assessment, 2010, 170: 571-584.
Lieth H. Modeling the primary productivity of the world. Nature and Resources, 1972, 8(2): 5-10.
Melillo J M, Mcguire A D, Kicklighter D W, et al. Global climate change and terrestrial net primary production. Nature, 1993, 363: 234-240.
卫亚星, 王莉雯. MODIS土地覆盖产品研究进展. 光谱学与光谱分析, 2010, 30(7): 1848-1852.
Chen J, Jonsson P, Tamura M, et al. A simple method for reconstructing a high-quality NDVI time-series data set based on the Savitzky-Golay filter. Remote Sensing of Environment, 2004, 91: 332-344.
付刚, 沈振西, 张宪洲, 等. 基于MODIS算法的藏北高寒草甸的光能利用效率模拟. 草业学报, 2012, 21(1): 239-247.
周宇庭, 付刚, 沈振西, 等. 藏北典型高寒草甸地上生物量的遥感估算模型. 草业学报, 2013, 22(1): 120-129.
罗玲, 王宗明, 毛德华, 等. 松嫩平原西部草地净初级生产力遥感估算与验证. 中国草地学报, 2011, 33(6): 21-29.
任继周, 张英俊. 中国南方草地资源及其发展战略. 中国计量学院学报, 2002, 13(3): 83-89.
朴世龙, 方精云, 贺金生, 等. 中国草地植被生物量及其空间分布格局. 植物生态学报, 2004, 28(4): 491-498.
赵鲁青. 雅鲁藏布江中下游区域植被绿期和净初级生产力时空格局及其对气候变化的响应. 上海: 华东师范大学, 2011: 17-18.
宫鹏. 基于全球通量观测站的全球土地覆盖图精度检验. 自然科学进展, 2009, 19(7): 754-759.
王莺, 夏文韬, 梁天刚, 等. 基于MODIS植被指数的甘南草地净初级生产力时空变化研究. 草业学报, 2010, 19(1): 201-210.
蒋蕊竹, 李秀启, 朱永安, 等. 基于MODIS黄河三角洲湿地NPP与NDVI相关性的时空变化特征. 生态学报, 2011, 31(22): 6708- 6716.
冯琦胜, 高新华, 黄晓东, 等. 2001-2010年青藏高原草地生长状况遥感动态监测. 兰州大学学报(自然科学版), 2011, 47(4): 75-82.
刘宪锋, 任志远. 西北地区植被覆盖变化及其与气候因子的关系. 中国农业科学, 2012, 45(10): 1954-1963.
吴文斌, 杨鹏, 唐华俊, 等. 基于 NDVI 数据的华北地区耕地物候空间格局. 中国农业科学, 2009, 42(2): 552-560.
彭少麟, 侯爱敏, 周国逸. 气候变化对陆地生态系统第一性生产力的影响研究综述. 地球科学进展, 2000, 15(6): 717-722.
王浩, 李文龙, 杜国祯, 等. 基于3S技术的甘南草地覆盖度动态变化研究. 草业学报, 2012, 21(3): 26-37.
丛慧, 杨知建, 肖静, 等. 我国南方草地农业发展模式探讨. 作物研究, 2012, 26(1): 65-69.

[1]	陈祖刚,巴图娜存,徐芝英,胡云锋. 基于数码相机的草地植被盖度测量方法对比研究[J]. 草业学报, 2014, 23(6): 20-27.
[2]	陈思宇,于惠,冯琦胜,梁天刚. 2002-2010年青藏高原植被含水量微波遥感动态监测[J]. 草业学报, 2013, 22(5): 1-10.
[3]	王浩,李文龙,杜国祯,朱晓丽. 基于3S技术的甘南草地覆盖度动态变化研究[J]. 草业学报, 2012, 21(3): 26-37.
[4]	焦全军,张兵,赵晶晶,刘良云,胡勇. 基于航空高光谱影像的青海省玛多县高寒草原景观格局特征分析[J]. 草业学报, 2012, 21(2): 43-50.
[5]	陈永霞,张新全,谢文刚,马啸,刘影. 利用EST-SSR标记分析西南扁穗牛鞭草种质的遗传多样性[J]. 草业学报, 2011, 20(6): 245-253.
[6]	王瑞永,乔江,袁清. 锡林郭勒盟草原三维数字模型的建立[J]. 草业学报, 2011, 20(3): 62-69.
[7]	刘睿,孙九林,张金区,王卷乐,廖秀英 (1.资源与环境信息系统国家重点实验室中国科学院地理科学与资源研究所,北京 100101;2.重庆师范大学地理科学学院, 重庆 400047;3.中国科学院研究生院,北京 100049). 中国北方草地覆被的HJ星NDVI校正研究[J]. 草业学报, 2011, 20(1): 189-198.
[8]	付刚,沈振西,张宪洲,武建双,石培礼. 基于MODIS影像的藏北高寒草甸的蒸散模拟[J]. 草业学报, 2010, 19(5): 103-112.
[9]	闫伟红,徐柱,王育青,柳剑丽,肖海峻,单贵莲. 法律政策对生物多样性及草原生物多样性保护影响评估[J]. 草业学报, 2010, 19(5): 250-259.
[10]	王莺,夏文韬,梁天刚,王超². 基于MODIS植被指数的甘南草地净初级生产力时空变化研究[J]. 草业学报, 2010, 19(1): 201-210.
[11]	于惠,冯琦胜,张学通,黄晓东,梁天刚. 基于AMSR-E信息的北疆牧区雪深遥感监测模型方法初探[J]. 草业学报, 2009, 18(4): 210-216.
[12]	许岳飞,金晶炜,孙小玲,周禾. 基于反射光谱技术评价草坪质量模型的研究[J]. 草业学报, 2009, 18(4): 256-259.
[13]	任继周. 草业科学专业高等职业教育框架刍议[J]. 草业学报, 2009, 18(3): 1-5.

基于MODIS的南方草地NPP遥感估算与应用

Remote sensing estimation and application of grassland NPP based on MODIS data in southern China

RichHTML

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 13

编辑推荐

Metrics