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1. 2000—2014年呼伦贝尔草原植被覆盖度时空变化分析

彭飞, 范闻捷, 徐希孺, 刘星

北京大学学报自然科学版 2017, 53 (3): 563-572. DOI: 10.13209/j.0479-8023.2016.124

摘要（992）

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PDF（pc）（1628KB）（446）

以呼伦贝尔草原核心区的新巴尔虎右旗、新巴尔虎左旗、陈巴尔虎旗和鄂温克族自治旗为主要研究区, 基于 MODIS NDVI 数据, 利用像元二分模型反演得到植被覆盖度, 并结合土地覆盖分类产品, 构建2000—2014年研究区植被覆盖度时间序列。通过时间序列分析, 从不同的时间和空间尺度分析草原植被覆盖度的变化规律; 同时引入覆盖度异常变化点检测算法, 并结合该地区同期气象数据, 进一步探讨研究区植被覆盖度变化与气象因子之间的内在驱动力关系。结果表明, 植被覆盖度在空间分布上主要表现为: 从东往西依次递减, 特别是研究区西南部, 覆盖度最低15 年来研究区植被年际变化总体上呈现前 10 年下降、后5年缓慢上升的趋势。对植被覆盖度的异常变化进行分析, 结果显示: 返青期和枯萎期覆盖度的剧烈变化与温度的相关性较大, 生长旺季内(7—8)月覆盖度的剧烈变化主要与降水量有关。

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2. 黑河流域植被FAPAR时间序列模拟分析与预测

盖颖颖,刘媛,范闻捷,徐希孺

北京大学学报（自然科学版）

摘要（824）

PDF（pc）（1350KB）（630）

以2001?2010年黑河全流域MODIS FAPAR产品为研究对象, 结合同期MODIS土地覆盖分类产品, 提取FAPAR随时间变化的趋势项、周期项及残差, 对趋势和周期成分建立自回归模型, 并结合卡尔曼滤波方法过滤反演误差噪声, 获取高质量的FAPAR时间序列数据。在此基础上, 进一步分析黑河全流域不同植被类型FAPAR时间序列的变化差异, 并选取具有不同植被季相变化特征的研究区, 利用该方法预测某一时刻该区域各像元的FAPAR。结果表明: 黑河流域不同类型植被的FAPAR都具有明显的季节变化特征; 受气候等条件的影响, 流域不同区域的同种植被存在差异。提出的时间序列分析与预测方法适用于不同植被类型, FAPAR预测结果与MODIS当日产品较为相似, 预测误差约为3%。

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3. 高光谱数据组分信息的盲分解方法

陶欣,范闻捷,徐希孺

北京大学学报（自然科学版）

摘要（556）

将基于独立成分分析（independent component analysis，ICA）技术的盲分解方法（blindsignalseparation,BSS）应用于遥感混合像元的定量分解，解决了幅度不确定性问题，实现了从高光谱数据中同时得到定量的组分光谱信息和组分权重信息。通过数值模拟实验提出了光谱反演区间的选择方法，进一步完善了该算法，且讨论了算法的稳健性。以陕西省横山县为试验区，从HYPERION高光谱影像中反演了各像元的植被覆盖度，并利用SPOT5影像进行了精度验证，结果表明该方法具有较高的精度。

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4. 不同叶面积指数反演方法比较研究

刘晓臣,范闻捷,田庆久,徐希孺

北京大学学报（自然科学版）

摘要（595）

以PROSAIL模型模拟数据和地面实测数据为基础，分别分析了土壤背景、冠层反射率非各向同性以及随机噪声等因素对几类代表性反演方法的影响（植被指数法、二阶微分法、模型反演法以及方向性二阶微分法）。结果表明在不同条件下，各类反演方法的反演精度差别较大。植被指数NDVI对几种因素的滤除能力都较差，反演精度最低；模型反演精度高于植被指数方法，但会受到土壤背景的影响；二阶微分方法虽然能部分消除土壤背景的影响，但受冠层反射率非各向同性的限制。文中提出的方向性二阶微分法能较好地消除土壤背景和冠层反射率非各向同性的影响，反演精度较前者有所提高，但二阶微分方法易受噪声影响。

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5. 关于热红外多角度遥感扫描方向的选取问题

徐希孺, 陈良富

北京大学学报（自然科学版）

摘要（635）

通过蒙特卡罗模拟回答了表征农作物行播结构特征的植株高(H)、垄宽(W)与垄间距(D)对行播作物热辐射方向性产生何种影响的问题。为了减少多角度热辐射亮度值之间的相关性，只有当扫描方向与垄向相互垂直(φ=90°)时，它的相关系数最少，有利于反演T_v与T_s。而顺垄扫描则相关系数最高，且对方位角变化敏感，不利于T_v与T_s的精确反演。

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6. 地表组分温度反演

庄家礼,陈良富,徐希孺

北京大学学报（自然科学版）

摘要（765）

在热辐射方向性规律的基础上，以喜直型连续植被为例，进行了大量的Monte Carlo模拟，建立了辐射亮度和组分温度、植被叶面积指数及土壤比辐射率之间的经验函数关系。采用遗传算法，从热红外2个波段2个角度数据中，同时反演混合像元组分温度、土壤比辐射率和叶面积指数等5个参数。通过对模拟的观测数据进行大量的遗传算法反演试验，结果表明，遗传算法反演组分温度非常稳健，在宽松的先验知识条件下，遗传算法可以解决不确定性反演问题。遗传算法反演结果和野外实测数据作了比较，证实了反演方法的正确性。为基于热红外方向性辐射模型反演地表组分温度，提供了新的实例。

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7. 热红外多角度遥感和反演混合像元组分温度

徐希孺, 庄家礼, 陈良富

北京大学学报（自然科学版）

摘要（720）

在研究了混合像元热辐射方向性规律的基础上，以连续植被冠层为例，提出了利用热红外多角度遥感数据，直接反演混合像元组分温度的方法。与多通道数据相比，多角度信息间的相关性要低得多，它主要取决于植被冠层的叶倾角分布函数(LAD)。因此更容易达到反演精度小于1K的目的。

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8. 遥感陆面温度

徐希孺, 柳钦火, 陈家宜

北京大学学报（自然科学版）

摘要（702）

陆面温度在地气相互作用过程中扮演着十分重要的角色，唯有遥感可以提供二维陆面温度分布信息，鉴于“分裂窗口”方法求取海面温度已进入业务运行，那么能否依赖“分裂窗口”数据求解陆面温度呢?长期以来人们为此争论不休。为了使方程组封闭，许多人寄希望于中红外窗区能提供更多的信息，然而中红外的使用必然会引发新问题，其一是太阳直接辐射的影响如何消除；其二是气溶胶的散射作用不可忽略。本文在数值实验的基础上论证了应用“分裂窗口”方法实现陆面温度反演精度在1℃以内的可行性，并用实测NOAA-AVHRR资料初步验证了该方法的稳定性。

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