基于遥感技术的作物物候监测方法及动态变化分析研究

摘要

物候学是研究自然界以年为周期重复出现的各种生物现象的发生时间及其与环境条件周期性变化相互关系的科学。作物的物候期是农作物达到关键生育期所对应的日期。作物的物候信息不仅反映当地，当时的环境条件，而且反映过去一段时间的环境条件的积累。农作物作为陆地生态系统的一部分，其物候的变化受到气候、水文等因素的变化影响，这一变化将直接影响作物的最终产量。同时农作物物候信息是重要的农业信息，是农业生产、田间管理、计划决策等的重要依据也是作物模拟模型的重要参数。掌握物候的变化规律在作物估产，预报农时，监测、保护生态环境，预测气候变化趋势等方面有重要的理论价值和现实意义。论文采用ENVI，ArcGIS软件，对作物物候监测进行了研究并对其变化规律进行了分析，主要贡献有以下几点:
　　 1、以NOAA数据为主要数据源，以农作物光谱特性为基础，利用时间序列NDVI数据来监测作物关键物候期。
　　 2、针对NDVI时间序列数据中存在云、大气、传感器等因素的影响，给出采用最大值合成法和Savitzky-Golay滤波法对NDVI时间序列进行平滑处理，降低了噪音，有效的提高了数据质量。
　　 3、在作物关键物候期提取中，采用了Logistic函数拟合法，提取了作物生长起始，结束期，研究发现1982-2000年期间东北地区作物生长开始期和生长结束期略有提前，作物生长期时间变短。
　　 4、分析了1982-2000年东北作物物候变化趋势，并结合气象数据资料发现，作物物候的变化和温度变化成正相关。近年来温度的上升，导致作物生长起始期提前，生长时间缩短。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景和研究意义

1．2 国内外研究进展

1．2．1 国外研究进展

1．2．2 国内研究进展

1．3 研究内容与方法

1．3．1 研究目标

1．3．2 研究内容

1．3．3 论文研究总体思路

1．3．4 论文组织与结构

第二章 作物物候遥感监测基础概述

2．1 植被遥感的理论基础

2．2 遥感植被指数

2．2．1 归一化植被指数

2．2．2 增强型植被指数

2．2．3 归一化水指数

2．3 作物物候监测综述

2．3．1 物候遥感监测内容

2．3．2 物候遥感监测方法

2．4 本章小结

第三章 研究区概况和数据源

3．1 研究区概况

3．1．1 研究区自然条件

3．2 NOAA数据

3．2．1 NOAA主要特征及数据产品概述

3．3 气象数据

3．4 土地利用数据

3．5 本章小结

第四章 作物物候期遥感监测方法研究

4．1 植被指数时序数据处理

4．1．1 NDVI时序数据集的噪声分析

4．1．2 植被指数时序数据处理方法

4．1．3 基于MVC和Savitzky-Golay滤波的平滑消云处理

4．1．4 提取研究区耕地信息

4．2 作物物候期提取方法

4．3 作物物候监测结果

4．4 物候地面观测值与遥感监测值比较分析

4．5 本章小结

第五章 作物物候期动态变化分析研究

5．1 作物物候期变化分析

5．1．1 作物生长期起始日变化

5．1．2 作物生长结束期日变化

5．1．3 作物生长期长度变化

5．2 作物物候期变化原因分析

第六章 结论与展望

6．1 主要研究结论

6．2 存在的问题及前景展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间主要研究成果