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黑河流域生态-水文遥感产品生产算法研究与应用试验

编号:KZCX2-XB3-15 | 类型:中国科学院西部行动计划项目

黑河生态水文遥感试验:黑河流域中游生物量观测数据集

本数据集为在张掖市大满水分控制实验场、EC站点、超级站和石桥一社样地测量的作物生物量数据。
1) 测量目的
生物量数据测量的目的在于:获取黑河流域下垫面上作物的生物量,作为先验知识用于植被生物物理参数反演和生态水文模型校正和验证。
2) 测量仪器与原理
测量仪器:天平(精度0.1g)、烘箱。
3) 测量地点与内容
a.大满小麦水分控制实验场
分别在2012-5-17、2012-5-23、2012-5-29、2012-6-3、2012-6-9、2012-6-14、2012-6-24、2012-7-5、20127-12测量小麦生物量。
b. EC站点
分别在2012-5-14、2012-5-21、2012-5-25、2012-5-31、2012-6-7、2012-6-13、2012-6-23、2012-6-28、2012-7-3、2012-7-13、2012-7...

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

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=0.8...

黑河生态水文遥感试验:黑河流域净初级生产力(NPP)数据集

生物生产力是指生物及其群体甚至更大尺度(包括生态系统及生物圈)生命有机体的物质生产能力,它随环境不同而发生变化,因此,它又成为环境变化和地球系统健康与否的指示物。植被的净初级生产力(Net Primary Productivity,NPP)指绿色植物在单位时间单位面积上由光合作用产生的有机物质总量(GPP)中扣除自养呼吸(Autotrophic Respiration,Ra)后的剩余部分。黑河流域的NPP产品主要围绕光能利用率模型的重要参数PAR以及FPAR进行了算法的改进和产品生产.提出了区分直射与散射辐射的FPAR反演模型以及基于静止与极轨卫星相结合的PAR反演方法。最终,利用光能利用率模型,生产黑河流域净初级生产力数据集。算法提高了数据产品的时空分辨率,产品精度也有了明显提高。...

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

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...

黑河生态水文遥感试验:黑河流域30m/月合成光合有效辐射吸收比例(FAPAR)数据集

黑河流域30m/月合成光合有效辐射吸收比例(FAPAR)数据集提供了2011-2014年的月度LAI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,考虑不同植被类型,基于土地覆盖分类图,结合30m/月合成叶面积指数(LAI)产品,采用基于能量守恒的FAPAR-P模型,进行月合成FAPAR产品生产。算法从能量守恒原理出发,考虑植被间及土壤与植被间的多次反弹,也考虑了天空散射光等多种因素的影响,通过分析光子与冠层作用的过程,从光子在植被冠层内的运动和发生多次散射时的再碰撞概率相等为出发点,建立了均匀连续植被FAPAR模型。此外,分析多种影响因素对FAPAR模型的影响,其中土壤和叶片反射率、聚集指数、G函数在针对不同情况采用不同取值。算法具有很高的动态性,对于不同的土壤背景、植被类型、辐射条件、光照与观测几何、天气...

黑河生态水文遥感试验:黑河流域中游土壤呼吸观测数据集

本数据集为利用开路式土壤碳通量测量系统LI-8100(LI-COR,Lincoln,NE,USA)在大满超级站定点测量的土壤呼吸速率。
1) 测量目的
土壤呼吸速率测量的目的在于:利用LI-8100测定土壤呼吸日变化特征,为评估干旱区农田生态系统碳循环和碳平衡提供科学依据与参数。
2) 测量仪器与方式
测量仪器:开路式土壤碳通量测量系统LI-8100(LI-COR,Lincoln,NE,USA)。
测量方式:土壤呼吸室放置在PVC圈(直径10 cm,高度5 cm)上,PVC圈插入土壤1~2 cm,在测定的前1 d安置。采用全自动观测,利用太阳能板进行供电,采用仪器自带数据采集仪,自动记录观测数据。
3) 测量时间
土壤呼吸速率主要在玉米的主要生长季进行持续观测,具体时间为2012年6月19日一9月15日。
4) 数据处理
定期从数据采集仪上拷贝出观...

黑河生态水文遥感试验:黑河流域中游叶绿素观测数据集

本数据集为采用叶绿素仪(SPAD)在张掖市大满水分控制实验场、EC站点、超级站和石桥样地测量的玉米叶片叶绿素数据。
1) 测量目的
叶绿素数据测量的目的在于:获取黑河流域下垫面上作物叶片的叶绿素含量,作为参数应用于植被辐射传输模型,以及其他生物物理参数的反演。
2) 测量仪器与原理
测量仪器:叶绿素仪(SPAD)。
3) 测量地点与内容
a.大满小麦水分控制实验场
分别在2012-5-17、2012-5-23、2012-5-29、2012-6-3、2012-6-9、2012-6-14、2012-6-24、2012-7-5、20127-12测量12个水分处理的小麦叶片叶绿素含量。
b.EC站点
分别在2012-5-14、2012-5-21、2012-5-25、2012-5-31、2012-6-7、2012-6-13、2012-6-23、2012-6-28、2012-7-3、2012-...

黑河生态水文遥感试验:黑河流域中游株高观测数据集

本数据集为用卷尺在张掖市大满水分控制实验场、EC站点、超级站和石桥样地测量的植被株高数据。
1) 测量目的
株高数据测量的目的在于:获取黑河流域下垫面上植被的株高,作为先验知识用于植被反演和生态水文模型。
2) 测量仪器
测量仪器:卷尺。
3) 测量地点与内容
a、 大满小麦水分控制实验场
分别在2012-5-17、2012-5-23、2012-5-29、2012-6-3、2012-6-9、2012-6-14、2012-6-24、2012-7-5、20127-12测量小麦株高。
b、 EC站点
分别在2012-5-14、2012-5-21、2012-5-25、2012-5-31、2012-6-7、2012-6-13、2012-6-23、2012-6-28、2012-7-3、2012-7-13、2012-7-18、2012-7-23、2012-8-3、2012-8-12、2012-8-28测...

黑河生态水文遥感试验:黑河流域30m/月合成叶面积指数(LAI)数据集

黑河流域30m/月合成叶面积指数(LAI)数据集提供了2011-2014年的月度LAI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,考虑地表分类和地形起伏影响,算法针对不同植被类型特点选择适宜的一体化模型参数化方案,基于查找表方法反演LAI。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,首先设计了数据质量检查方案。利用黑河上游大野口地区与中游盈科、临泽等地区的9个森林样方,20个农田样方和14个稀树草原样方的LAI地面观测数据验证7月份LAI,反演结果与测量结果吻合得很好,平均误差小于1;此外联合多时相、多角度观测数据的LAI反演结果与地面实测数据具有较好的一致性(R2=...

黑河生态水文遥感试验:黑河流域中游渠道流量测量数据集

本数据集包含了2012年05月22日(夏灌二轮)、2012年06月18日(夏灌三轮)、2012年07月16日(秋灌一轮)和2012年8月8日(秋灌二轮)渠道流量测量数据。
1.1 观测目的
针对斗渠和毛渠渠道流量观测,获取进入最小灌溉单元(社)的实际水量,为灌溉优化配水试验提供参考数据;为涡动、生物物理参数等其他观测试验提供水量数据;为盈科灌区各斗渠调查数据提供参考。
1.2观测仪器与原理
观测仪器:便携式流速仪(Flowatch),产地:瑞士,流速观测精度:0.1m/s;水尺,观测精度:1cm。
观测原理:该仪器属于机械式流速仪,根据水轮转速来计算流体流速。利用流速仪观测0.6倍渠道中心水位流速,通过观测点渠道工程断面参数和水位计算出的流体断面面积,从而计算出渠道流量。
1.3 观测地点与观测内容
观测点包括:盈科灌区的盈一分支三斗(石桥村六社、上二社和下二社)、四斗(石桥村七社、八社和...