張京紅等
摘 要 基于近4 a的FY-3晴空遙感數(shù)據(jù),采用Savitzky-Golay濾波方法計(jì)算海南橡膠林種植區(qū)逐旬的NDVI,建立橡膠林不同年份的橡膠周年生長植被指數(shù)變化曲線。在植被指數(shù)序列的基礎(chǔ)上,通過NDVI值的變化值與此時(shí)段橡膠NDVI值的變化值的標(biāo)準(zhǔn)方差的比較,建立了海南橡膠氣象災(zāi)害損失等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)現(xiàn)了FY-3氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)在海南天然橡膠林遙感長勢動(dòng)態(tài)監(jiān)測中的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞 海南;橡膠林;FY-3;監(jiān)測
中圖分類號(hào) X43 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A
Abstract NDVI of ten days were calculated by the Savitzky-Golay filtering method and vegetation index change curve of rubber annual growth in different years were established based on the FY-3 remote sensing data in 2009-2012. The loss grade standard of meteorological disasters of rubber plant was established by comparing with the changing the NDVI values and the standard variance of rubber NDVI values based on vegetation index time series. The research results would provide a technical support for the remote sensing dynamic monitoring of rubber growth changes in Hainan rubber plantation area by FY-3 meteorological satellite data.
Key words Hainan island; Rubber plantation; FY-3; Monitor
doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2014.10.029
天然橡膠[Hevea brasiliensis(Willd. ex A. Juss.)Müll. Arg]其生長對氣象條件的變化較為敏感,除了季節(jié)性的供應(yīng)波動(dòng)外,在割膠季節(jié),反常天氣會(huì)極大地影響橡膠的產(chǎn)量。因此,及時(shí)了解天然橡膠的長勢變化規(guī)律,防御氣象災(zāi)害對天然橡膠生長造成的影響,提升天然橡膠生產(chǎn)安全的科技支撐能力具有重要的意義。
近年來,迅速發(fā)展的衛(wèi)星遙感技術(shù)被廣泛應(yīng)用于植被長勢監(jiān)測中。許文波[1]建立了基于TERRA/MODIS數(shù)據(jù)的冬小麥種植面積遙感監(jiān)測體系結(jié)構(gòu),為中國冬小麥種植面積遙感監(jiān)測提供了一種業(yè)務(wù)化工作方法。杜子濤[2]以新疆石河子地區(qū)2003~2006年MODIS遙感數(shù)據(jù)反演的NDVI時(shí)間序列影像為例,分析研究了植被長勢的年內(nèi)和年際變化。張莉[3]將遙感技術(shù)RS和地理信息系統(tǒng)GIS技術(shù)相結(jié)合,利用EOS/MODIS數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)對湖南省晚稻種植和生長信息的提取。李衛(wèi)國[4]利用TM影像數(shù)據(jù)與實(shí)地GPS定位相結(jié)合的方法,研究了冬小麥返青后葉面積指數(shù)及植株氮素含量的變化態(tài)勢。徐萬榮[5]分析2010年Landsat TM影像的反射率和植被指數(shù)的相關(guān)性,建立了西雙版納地地區(qū)橡膠林生物量估算模型。楊邦杰等[6]以山東省為樣區(qū),利用氣象衛(wèi)星NOAA-AVHRR晴空數(shù)據(jù),根據(jù)植被指數(shù)NDVI突變的特征,提出了實(shí)用的遙感凍害監(jiān)測方法。李亞飛[7]以我國HJ-1衛(wèi)星(環(huán)境與災(zāi)害監(jiān)測預(yù)報(bào)小衛(wèi)星)為主要遙感數(shù)據(jù)源,獲取了云南省西雙版納地區(qū)2011年的橡膠林分布狀況。馮海寬[8]以2009年環(huán)境衛(wèi)星的高光譜影像(HJ-1A HSI:Hyperspectral Image)和2010年3個(gè)生育期的環(huán)境衛(wèi)星多光譜數(shù)據(jù)(HJ-1 CCD)和熱紅外數(shù)據(jù)(HJ-1 IRS)以及地面同步測量的光譜反射率數(shù)據(jù)和理化參數(shù)為數(shù)據(jù)源,對監(jiān)測北京冬小麥的長勢和干旱監(jiān)測進(jìn)行了系統(tǒng)研究。劉少軍[9],張京紅[10],陳匯林[11]分別利用QuickBird 衛(wèi)星影像,Landsat-TM衛(wèi)星數(shù)據(jù),MODIS遙感數(shù)據(jù)獲取了海南島天然橡膠種植面積信息。不難發(fā)現(xiàn),以上研究中采用的遙感數(shù)據(jù)源多為EOS/MODIS和Landsat TM等遙感數(shù)據(jù),利用我國自主研發(fā)的衛(wèi)星數(shù)據(jù)較少且對熱帶作物的遙感監(jiān)測的研究幾乎未見報(bào)道。
風(fēng)云三號(hào)氣象衛(wèi)星是為了滿足中國天氣預(yù)報(bào)、氣候預(yù)測和環(huán)境監(jiān)測等多方面的迫切需求建設(shè)的第二代極軌氣象衛(wèi)星,由FY-3A、FY-3B 2顆衛(wèi)星組成。其搭載的中分辨率光譜成像儀(MERSI),頻段范圍0.40~12.5 μm,通道數(shù)20,掃描范圍±55.4°,地面分辨率0.25 km。海南是中國面積最大產(chǎn)量最多的橡膠生產(chǎn)基地,其橡膠生產(chǎn)的戰(zhàn)略地位具有舉足輕重的作用。本研究首次利用我國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的FY-3氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)對海南橡膠林長勢進(jìn)行遙感監(jiān)測,為FY-3氣象衛(wèi)星資料在海南天然橡膠生產(chǎn)氣象服務(wù)中的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
1 材料與方法
1.1 研究區(qū)概況及資料
海南島地處北緯18.10′~20.10′,東經(jīng)108.37′~111.03′之間,面積約3.43萬km2,是中國僅次于臺(tái)灣島的第二大島,因其得天獨(dú)厚的自然條件,海南成為中國面積最大產(chǎn)量最多的橡膠生產(chǎn)基地,橡膠發(fā)展?fàn)顩r備受世人矚目,截止到2012年末,海南橡膠種植面積52.57萬hm2,總產(chǎn)量達(dá)39.51萬t,橡膠年產(chǎn)量占全國天然橡膠總產(chǎn)量的2/3[12]。
研究中所用風(fēng)云三號(hào)氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)來源:2009年1月至2011年10月衛(wèi)星數(shù)據(jù)來源于國家衛(wèi)星氣象中心下屬的廣州氣象衛(wèi)星地面站,2011年10月至2012年12月來源于風(fēng)云三號(hào)氣象衛(wèi)星應(yīng)用系統(tǒng)一期工程數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)二級(jí)區(qū)域接收站(三亞站)。從所有數(shù)據(jù)中篩選出2009年1月至2012年12月FY-3晴空的遙感數(shù)據(jù),共150景。
地面樣區(qū)選擇:利用GPS定位技術(shù),根據(jù)海南島橡膠種植情況的實(shí)地調(diào)查,實(shí)地框定具有一定種植面積,且不含其它任何作物的橡膠種植區(qū)12個(gè)(純凈樣區(qū)),作為橡膠監(jiān)測樣本區(qū)(圖1)。下墊面、地形等信息來自海南島1 ∶ 5萬基礎(chǔ)地理信息、海南島1 ∶ 5萬數(shù)字高程模型、海南省土地利用現(xiàn)狀圖1 ∶ 20萬。各類氣象數(shù)據(jù)來源于海南省氣象局地面氣象自動(dòng)觀測站。
1.2 方法
研究首次利用我國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的FY-3氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)對海南橡膠林長勢進(jìn)行遙感監(jiān)測。首先,根據(jù)歷年橡膠的種植實(shí)況資料,利用GPS定位技術(shù),選取橡膠監(jiān)測樣本區(qū)。然后,從近4 a FY-3數(shù)據(jù)中篩選出晴空的遙感資料,計(jì)算近年逐旬或逐月的NDVI,并采用Savitzky-Golay濾波方法,對長時(shí)間序列的植被指數(shù)進(jìn)行濾波處理,消除噪聲和云干擾,建立基于長時(shí)間序列的橡膠植被指數(shù)數(shù)據(jù)庫,進(jìn)而建立橡膠樣本區(qū)不同年份的橡膠周年生長植被指數(shù)變化曲線,獲取樣本訓(xùn)練區(qū)橡膠不同生長階段的光譜特征。最后,以當(dāng)年已知的橡膠種植空間分布的遙感信息為模板,利用FY-3數(shù)據(jù),分別計(jì)算年內(nèi)任一時(shí)次的橡膠NDVI及其變化值。
1.2.1 植被指數(shù)的提取 歸一化植被指數(shù)(normalized differential vegetation index,NDVI)是選擇對綠色植物強(qiáng)吸收的紅色可見光通道和對綠色植物高反射和高透射的近紅外通道的差異作比值運(yùn)算。NDVI對植被生長狀況、生產(chǎn)率及其他生物物理、生物化學(xué)特征比較敏感,其數(shù)值大小能反映植被覆蓋變化,并能消除大部分與儀器定標(biāo)、太陽角、云陰影、地形和大氣條件有關(guān)輻照度的變化,增強(qiáng)對植被的響應(yīng)能力,植被指數(shù)是代數(shù)運(yùn)算增強(qiáng)的典型應(yīng)用。
1.2.2 植被指數(shù)的平滑除噪 NDVI 曲線是NDVI 時(shí)間序列數(shù)據(jù)構(gòu)成的反映植被生物學(xué)特征相隨時(shí)間變化的最佳指示因子,也是季節(jié)變化和人為活動(dòng)影響的重要指示器[13]。由于云層干擾、數(shù)據(jù)傳輸誤差、二向性反射等因素的影響,植被冠層隨時(shí)間變化曲線并非是一條連續(xù)平滑的曲線,因此在NDVI 曲線中總是會(huì)有明顯的突升或突降。雖然在NDVI 時(shí)間序列數(shù)據(jù)集中經(jīng)常采用相鄰多天的最大值合成法及云層檢測算法等進(jìn)行圖像處理,其數(shù)據(jù)產(chǎn)品中仍然存在較大的殘差,不利于對數(shù)據(jù)的進(jìn)一步分析利用,且還可能導(dǎo)致錯(cuò)誤的結(jié)論。鑒于上述原因,通常采用一些相關(guān)算法用于降低噪聲水平及對NDVI 時(shí)間序列數(shù)據(jù)集進(jìn)行重構(gòu)。本研究選用Savitzky-Golay濾波方法(簡稱S-G濾波)對橡膠林NDVI數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑處理。S-G濾波被廣泛地運(yùn)用于各類數(shù)據(jù)流平滑除噪[14],這種濾波器最大的特點(diǎn)在于其濾除噪聲的同時(shí)可以確保數(shù)據(jù)信號(hào)的形狀、寬度不變。
S-G濾波最初由Savitzky和Golay于1964年提出,又稱最小二乘法或數(shù)據(jù)平滑多項(xiàng)式濾波器,是一種在時(shí)域內(nèi)基于局域多項(xiàng)式最小二乘法擬合的濾波方法。S-G濾波的設(shè)計(jì)思路是能夠找到合適的濾波系數(shù)(Ci)以保護(hù)高階距。即在對基礎(chǔ)函數(shù)進(jìn)行近似時(shí),不是常數(shù)窗口,而是使用高階多項(xiàng)式,實(shí)現(xiàn)滑動(dòng)窗內(nèi)的最小二乘擬合。其基本原理是:通過取點(diǎn)Xi附近固定個(gè)數(shù)的點(diǎn)擬合一個(gè)多項(xiàng)式,多項(xiàng)式在Xi的值,就給出了它的光滑數(shù)值gi。
2 結(jié)果與分析
2.1 海南橡膠林植被指數(shù)序列的建立
2.1.1 年平均值 根據(jù)2009~2012年海南島橡膠每旬的NDVI數(shù)據(jù),計(jì)算得到每年的年平均NDVI(圖2)。2009年海南島橡膠NDVI值整體較高,NDVI>0.7的橡膠面積占全島橡膠面積的60.4%,主要位于海南島中部,白沙西北部、儋州東南部、瓊海西南部、萬寧西北部,瓊中、五指山呈零星分布;NDVI值在0.6~0.7之間的橡膠面積占全島橡膠面積的36.9%,主要分布于沿海各市縣,集中于文昌、定安、瓊海、??谒氖锌h接壤處。2010年橡膠NDVI值平均較2009年有所下降,NDVI>0.7的橡膠面積僅占全島橡膠面積的30%,儋州、白沙橡膠NDVI值下降最多;相應(yīng)的NDVI值在0.6~0.7的橡膠面積增加至占全島橡膠面積的65.5%。2011年橡膠整體NDVI值較2010年高,NDVI>0.7的橡膠面積增加了8.6%。2012年橡膠NDVI值有顯著提高,NDVI>0.7的橡膠面積比值增加至67.4%,NDVI在0.6~0.7之間的橡膠面積比值增加至30.9%。總體上,在2009~2012年4年間海南島90%以上的橡膠NDVI值均保持在0.6以上,平均值呈現(xiàn)增加的趨勢。
2.1.2 月平均值 根據(jù)2009~2012年的海南島橡膠每旬的NDVI數(shù)據(jù),計(jì)算得到海南島橡膠每月的NDVI平均值。1、2月橡膠NDVI值在全年月份中最低,1月下旬至2月為橡膠落葉期,NDVI值較低;3~4月為橡膠開花抽蓬期,橡膠NDVI值逐漸增加,中部地區(qū)增加較快;海南5~9月獨(dú)特的氣候條件為橡膠提供了適宜的生長環(huán)境,全島橡膠分布較好;10月因熱帶氣旋、臺(tái)風(fēng)等災(zāi)害性天氣影響,橡膠NDVI值分布普遍下降,東北部沿海市縣橡膠NDVI下降顯著,如:???、定安、文昌、瓊海、萬寧,西北部的昌江橡膠NDVI值也有所下降;11月橡膠NDVI值有所回升;12月橡膠開始進(jìn)入落葉期,全島橡膠NDVI值有所下降(圖3)。
在以上研究的基礎(chǔ)上,根據(jù)提取的逐旬、逐月、逐年的海南島橡膠歸一化植被指數(shù)分布圖,建立橡膠樣本區(qū)NDVI時(shí)間序列,并采用Savitzky-Golay濾波方法,對長時(shí)間序列的NDVI值進(jìn)行濾波處理,以消除噪聲和云干擾,建立研究區(qū)的橡膠周年生長NDVI逐旬變化曲線(圖4),獲取樣本訓(xùn)練區(qū)橡膠不同生長階段的光譜特征。
2.2 橡膠林長勢遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測
2.2.1 橡膠氣象災(zāi)害損失等級(jí)標(biāo)準(zhǔn) 標(biāo)準(zhǔn)方差是各數(shù)據(jù)偏離平均數(shù)的距離的平均數(shù),能反映一個(gè)數(shù)據(jù)集的離散程度。對某一時(shí)段橡膠NDVI值的變化值與此時(shí)段橡膠NDVI值的變化值的標(biāo)準(zhǔn)方差進(jìn)行比較,可判斷此時(shí)段橡膠的生長變化情況,因此可依據(jù)此進(jìn)行橡膠林氣象災(zāi)害損失等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的劃分。
2.2.2 橡膠林長勢監(jiān)測——以1223熱帶氣旋“山神”為例 根據(jù)2012年影響海南的臺(tái)風(fēng)路徑及造成的損失,選取影響海南島且較為典型的1223號(hào)熱帶氣旋“山神”(強(qiáng)臺(tái)風(fēng)級(jí)),利用其影響前后晴空質(zhì)量較好的FY-3A遙感資料對海南島西部橡膠種植面積較大的樂東縣的橡膠林植被指數(shù)(NDVI)進(jìn)行計(jì)算,動(dòng)態(tài)監(jiān)測臺(tái)風(fēng)對橡膠林造成的損失及分布。衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)來源于:風(fēng)云三號(hào)氣象衛(wèi)星應(yīng)用系統(tǒng)一期工程數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)二級(jí)區(qū)域接收站(三亞站)。數(shù)據(jù)接收時(shí)間:2012年10月下旬至11月中旬。
1223號(hào)熱帶氣旋“山神”風(fēng)雨概況:“山神”于2012年10月24日02時(shí)在菲律賓東南部的西北太平洋洋面上生成,26日05時(shí)加強(qiáng)為強(qiáng)熱帶風(fēng)暴,27日02時(shí)加強(qiáng)為臺(tái)風(fēng),27日20時(shí)加強(qiáng)為強(qiáng)臺(tái)風(fēng),中心附近最大風(fēng)力13級(jí)(40 m/s),7級(jí)大風(fēng)范圍半徑380 km,10級(jí)大風(fēng)范圍半徑120 km。26日08時(shí)至29日08時(shí),受強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“山神”影響,海南島普降暴雨到大暴雨,其中南部、中部、東部和西部的局部地區(qū)出現(xiàn)特大暴雨,瓊中、保亭、瓊海和東方共有14自動(dòng)氣象站雨量達(dá)300 mm以上。另外,海南島南部沿海陸地普遍出現(xiàn)10~12級(jí)大風(fēng),東部、西部和北部沿海陸地普遍出現(xiàn)7~9級(jí)大風(fēng)。
樂東縣橡膠林臺(tái)風(fēng)災(zāi)害損失分布見圖5。監(jiān)測結(jié)果表明,臺(tái)風(fēng)“山神”給樂東縣橡膠林造成了一定的損害,但由于其是從海南島西部海域經(jīng)過,并未登陸,因此造成的絕大部分是輕度損失。對所得結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析可知,零、一、二、三級(jí)受損橡膠的單元格數(shù)分別為1 358、2694、758、236。也就是說,受“山神”影響,樂東縣73.1%的橡膠遭受損失。在遭受損失的橡膠分布區(qū)中,絕大部分(73.0%)為輕度損失,僅達(dá)到一級(jí)損失等級(jí),達(dá)到二級(jí)、三級(jí)損失等級(jí)的分別占20.6%和6.4%。各等級(jí)損失空間分布較為零散,這可能與當(dāng)?shù)氐男〉匦巍⑾鹉z栽培方式和防護(hù)林建設(shè)等有關(guān)。應(yīng)用結(jié)果表明,建立的橡膠林臺(tái)風(fēng)災(zāi)害遙感監(jiān)測技術(shù)方法能夠客觀精細(xì)地對橡膠林臺(tái)風(fēng)災(zāi)害受災(zāi)分布及受災(zāi)程度分布進(jìn)行監(jiān)測,快速直觀地得到受損區(qū)域的分布及各區(qū)域的受災(zāi)程度,較實(shí)際調(diào)查的方法省時(shí)省力且結(jié)果客觀精確。
3 討論與結(jié)論
本研究選擇海南橡膠林作為研究對象,首次利用我國自主研發(fā)的FY-3氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù),通過對2009-2012年的FY-3極軌氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)進(jìn)行Savitzky-Golay濾波等數(shù)據(jù)處理,建立了基于FY-3衛(wèi)星數(shù)據(jù)的橡膠林植被指數(shù)序列(包括逐旬、逐月、逐年的NDVI序列),能全面真實(shí)地反映海南橡膠在不同月份和季節(jié)植被的變化規(guī)律,為下一步利用植被指數(shù)序列監(jiān)測橡膠重要物候期提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù);同時(shí),在植被指數(shù)序列的基礎(chǔ)上,通過NDVI值的變化值與此時(shí)段橡膠NDVI值的變化值的標(biāo)準(zhǔn)方差的比較并結(jié)合橡膠的災(zāi)情數(shù)據(jù),建立了海南橡膠氣象災(zāi)害損失等級(jí)標(biāo)準(zhǔn),并通過1223號(hào)熱帶氣旋“山神”進(jìn)行了驗(yàn)證分析,通過該標(biāo)準(zhǔn)可以實(shí)現(xiàn)FY-3氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)在橡膠林的災(zāi)損監(jiān)測中的應(yīng)用,快速直觀地反映橡膠受損區(qū)域的分布及受災(zāi)程度,充分發(fā)揮遙感技術(shù)手段在臺(tái)風(fēng)橡膠長勢監(jiān)測中的作用。
自20 世紀(jì)70年代以來,遙感就被用來進(jìn)行大面積農(nóng)作物長勢監(jiān)測。在農(nóng)作物長勢、面積等的監(jiān)測中,國外科學(xué)家主要利用適合大面積監(jiān)測的NOAA-AVHRR衛(wèi)星,隨著傳感器空間分辨率的提高,MODIS、SPOT、TM、HJ等數(shù)據(jù)也被采用[15-23]。其中MODIS數(shù)據(jù)由于是免費(fèi)獲取,所以在開展作物長勢的動(dòng)態(tài)監(jiān)測多采用Terra和Aqua衛(wèi)星的MODIS遙感數(shù)據(jù),由于衛(wèi)星設(shè)計(jì)壽命為6 a,現(xiàn)已超年運(yùn)行,該數(shù)據(jù)面臨隨時(shí)中斷提供服務(wù)的可能。采用的監(jiān)測指數(shù)有:歸一化植被指數(shù)(normalized difference vegetation index,NDVI)、增強(qiáng)型植被指數(shù)(Enhanced vegetation index,EVI)、重歸一化植被指數(shù)(RDVI)、三角形植被指數(shù)(triangular vegetation index,TVI)、比值植被指數(shù)(simple ratio,SR)、綠度歸一化植被指數(shù)(green normalized difference vegetation index,GNDVI)、水分波段指數(shù)(water band index,IWB)、土壤調(diào)節(jié)植被指數(shù)(soil-adjusted vegetation index,SAVI)、光化學(xué)植被指數(shù)(photochemical reflectance index,PRI)等[22]。在海南橡膠遙感監(jiān)測方面:陳小敏等[24]通過對強(qiáng)低溫陰雨發(fā)生前、后橡膠產(chǎn)區(qū)的MODIS/NDVI值進(jìn)行了比較,應(yīng)用于監(jiān)測橡膠寒害輕、重和受害面積;劉少軍等利用MODIS數(shù)據(jù)分析了臺(tái)風(fēng)“達(dá)維”對橡膠的影響;羅紅霞等[25]基于HJ星數(shù)據(jù)分析了 臺(tái)風(fēng)“納沙”對海南不同農(nóng)場植被NDVI變化等。該方法僅利用了NDVI前后的變化來判斷橡膠長勢的變化,本文提出了在FY-3數(shù)據(jù)提取的長時(shí)間橡膠NDVI序列的基礎(chǔ)上,通過對某一時(shí)段橡膠NDVI值的變化值與此時(shí)段橡膠NDVI值的變化值的標(biāo)準(zhǔn)方差進(jìn)行比較,判斷此時(shí)段橡膠的生長變化情況,評(píng)價(jià)的結(jié)果會(huì)更穩(wěn)定。因此利用中國自主研發(fā)的氣象FY-3衛(wèi)星開展作物長勢的動(dòng)態(tài)監(jiān)測是一個(gè)很好的選擇,目前關(guān)于利用 FY-3氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)開展天然橡膠長勢的動(dòng)態(tài)監(jiān)測的文獻(xiàn)還較少。國家衛(wèi)星氣象中心專門設(shè)立了“風(fēng)云三號(hào)氣象衛(wèi)星應(yīng)用系統(tǒng)工程應(yīng)用示范項(xiàng)目”,持續(xù)支持相關(guān)研究,發(fā)揮FY-3氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)的重要作用,拓展衛(wèi)星資料及其產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域,使其更快更好的發(fā)揮作用。
本研究在海南開展橡膠林長勢的動(dòng)態(tài)監(jiān)測時(shí),發(fā)現(xiàn)FY-3氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)往往存在云覆蓋的現(xiàn)象,一定程度上影響了監(jiān)測的精度,下一步將積極探索以FY-3微波成像儀數(shù)據(jù),全天候開展橡膠長勢監(jiān)測,消除云處理對監(jiān)測區(qū)域的影響,進(jìn)一步提高監(jiān)測精度及服務(wù)的針對性和時(shí)效性。本研究立足于海南橡膠林不同季節(jié)植被指數(shù)的變化特征,依托地面氣象自動(dòng)站和橡膠林樣區(qū)觀測數(shù)據(jù),初步建立了一套時(shí)效性比較強(qiáng)、監(jiān)測范圍覆蓋全島、精度相對較高、地面氣象監(jiān)測、橡膠物候監(jiān)測和遙感監(jiān)測相結(jié)合的立體監(jiān)測方法。FY-3氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)在海南天然橡膠生產(chǎn)氣象服務(wù)中的應(yīng)用,是橡膠遙感研究的新嘗試,提高了研究區(qū)橡膠林遙感長勢動(dòng)態(tài)監(jiān)測的能力和水平,同時(shí)對其他地區(qū)也將起到引領(lǐng)和示范作用。
參考文獻(xiàn)
[1] 許文波, 張國平, 范錦龍, 等. 利用MODIS遙感數(shù)據(jù)監(jiān)測冬小麥種植面積[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào), 2007, 23(12): 144-149.
[2] 杜子濤, 占玉林, 王長耀. 基于NDVI序列影像的植被覆蓋變化研究[J]. 遙感技術(shù)與應(yīng)用2008, 23(1): 47-50.
[3] 張 莉, 周清波. 基于EOS/MODIS數(shù)據(jù)的晚稻面積提取技術(shù)研究[D]. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院, 2012: 127-131.
[4] 李衛(wèi)國, 王紀(jì)華, 趙春江, 等. 利用TM遙感進(jìn)行冬小麥苗期長勢監(jiān)測研究[C]. 全國農(nóng)業(yè)氣象與生態(tài)環(huán)境學(xué)術(shù)年會(huì)論文集, 2006.
[5] 徐萬榮, 馬友鑫, 李紅梅, 等. 西雙版納地區(qū)橡膠林生物量的遙感估算[J]. 云南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2011, 33(S1): 317-323.
[6] 楊邦杰, 王茂新, 裴志遠(yuǎn), 等. 冬小麥凍害遙感監(jiān)測[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào), 2002, 18(2): 136-140.
[7] 李亞飛, 劉高煥. 基于HJ-1CCD數(shù)據(jù)的西雙版納地區(qū)橡膠林分布特征[J]. 中國科學(xué): 信息科學(xué), 2011, S1.
[8] 馮海寬. 基于環(huán)境衛(wèi)星數(shù)據(jù)的冬小麥長勢監(jiān)測研究[D]. 遼寧工程技術(shù)大學(xué), 2012.
[9] 劉少軍, 張京紅, 何政偉, 等. 基于面向?qū)ο蟮南鹉z分布面積估算研究[J]. 廣東農(nóng)業(yè)科學(xué), 2010, 1: 168-170.
[10] 張京紅, 陶忠良, 劉少軍, 等. 基于TM影像的海南島橡膠種植面積信息提取[J]. 熱帶作物學(xué)報(bào), 2010, 31(4): 661-665.
[11] 陳匯林, 陳小敏, 陳珍麗, 等. 基于MODIS遙感數(shù)據(jù)提取海南橡膠信息初步研究[J]. 熱帶作物學(xué)報(bào), 2010, 31(7): 1 181-1 185.
[12] 海南省統(tǒng)計(jì)局, 國家統(tǒng)計(jì)局海南調(diào)查總隊(duì). 海南統(tǒng)計(jì)年鑒2013[M]. 北京: 中國統(tǒng)計(jì)出版社, 2013.
[13] 趙英時(shí). 遙感應(yīng)用分析原理與方法[M]. 北京: 科學(xué)出版社, 2003.
[14] 邊金虎, 李愛農(nóng), 宋孟強(qiáng), 等. MODIS植被指數(shù)時(shí)間序列Savitzky-Golay濾波算法重構(gòu)[J]. 遙感學(xué)報(bào)(英文版), 2010, 04: 725-741.
[15] 黃 青, 唐華俊, 周清波, 等. 東北地區(qū)主要作物種植結(jié)構(gòu)遙感提取及長勢監(jiān)測[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào), 2010, 26(9): 218-223.
[16] Treitz P, Rogan J. Remote sensing for mapping and monitoring land-cover and land-use change: An introduction[J]. Progress in Planning, 2004, 61: 269-279.
[17] Loveland T R, Reed B C, Brown J F, et al. Development of a global land cover characteristics database and IGBP Discover from 1-km AVHRR Data[J]. International Journal of Remote Sensing, 2000, 21(6/7): 1 303-1 330.
[18] 于 堃, 王志明, 孫 玲, 等. MODIS時(shí)序數(shù)據(jù)在縣級(jí)尺度作物長勢監(jiān)測分析中的應(yīng)用[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào), 2013, 29(6): 1 278-1 290.
[19] 吳炳方, 張 峰, 劉成林, 等. 農(nóng)作物長勢綜合遙感監(jiān)測方法[J]. 遙感學(xué)報(bào), 2004, 8(6): 498-514.
[20] 吳素霞, 毛任釗, 李紅軍, 等. 中國農(nóng)作物長勢遙感監(jiān)測研究綜述[J]. 中國農(nóng)學(xué)通報(bào), 2005, 21(3): 319-322.
[21] 武建軍, 楊勤業(yè). 干旱區(qū)農(nóng)作物長勢綜合監(jiān)測[J]. 地理學(xué)報(bào), 2002, 21(5): 593-598.
[22] 李衛(wèi)國. 農(nóng)作物遙感監(jiān)測方法與應(yīng)用[M]. 北京: 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社, 2013.
[23] 羅紅霞, 曹建華, 王玲玲, 等.基于HJ-1CCD的 “納沙” 臺(tái)風(fēng)NDVI變化研究-以海南省為例[J]. 遙感技術(shù)與應(yīng)用, 2013, 28(6): 1 076-1 082.
[24] 陳小敏, 陳匯林, 陶忠良. 2008年初海南橡膠寒害遙感監(jiān)測初探[J]. 自然災(zāi)害學(xué)報(bào), 2013, 22(2)24-28.
[25] 劉少軍, 張京紅, 何政偉, 等. 基于遙感和GIS的臺(tái)風(fēng)對橡膠的影響分析[J]. 廣東農(nóng)業(yè)科學(xué), 2010, 46(10): 191-193.