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1、答辯人：辜智慧指導老師：陳晉副教授專業(yè)方向：自然地理學北京師范大學資源科學研究所北京師范大學環(huán)境演變與自然災害教育部重點實驗室2003.6.12中國農作物復種指數(shù)的遙感估算方法研究——基于SPOT/VGT多時相NDVI遙感數(shù)據(jù)碩士論文答辯報告提綱：之一：研究綜述之二：研究目的與研究內容之三：數(shù)據(jù)介紹及平滑預處理之四：基于交叉擬合度檢驗法的中國農作物復種指數(shù)提取之五：結論與探討研究綜述：遙感技術在農作物監(jiān)測中的應用農作物的分類農作物的長勢監(jiān)測農作物估產農作物的種植面積監(jiān)測基于遙感數(shù)據(jù)監(jiān)測農作物復種指數(shù)的研究進展國內研究進展國外研究進展存在的主要問題復種指數(shù)的定義與
2、理解遙感估算方法基本空白研究目的與研究內容：研究目的：依托遙感技術在農作物監(jiān)測中廣泛應用的研究成果，利用多時相衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)對中國農作物的復種指數(shù)進行估算，從而客觀的了解、評價我國農作物的生產情況以及生長潛力等。研究內容：在重新理解和界定復種指數(shù)的基礎上，對SPOT/VGT多時相NDVI數(shù)據(jù)進行去噪平滑處理，并依托前人的研究成果提取出中國農作物區(qū)，根據(jù)中國耕作制度區(qū)劃挑選出具有代表性的NDVI變化曲線，初步建立熟制標準曲線庫，利用交叉擬和度檢驗法對逐個像元進行判斷，提取其復種指數(shù)，并對結果進行了驗證分析。對復種指數(shù)的理解和重新界定復種，作為中國多熟種植中最主要的一
3、種形式，可以反映耕地實際的利用強度以及可利用潛力，大多數(shù)農業(yè)生產模型及氣候模型中復種指數(shù)或復種潛力指的都是復種這種耕作方式。計算純粹的復種指數(shù)要比計算綜合或統(tǒng)計指標更簡單可行，并具有同等重要的意義。因此，這里重新界定復種指數(shù)為一年內同一塊地上連續(xù)種植農作物的次數(shù)，即復種的次數(shù)，不考慮其他間套等耕作形式。并根據(jù)劉巽浩等的建議以及數(shù)據(jù)處理工作中的經(jīng)驗，限定農作物的獨立生長期至少在兩個月以上。數(shù)據(jù)介紹：Vegetation計劃及VGT傳感器Vegetation計劃的提出及應用方面VGT傳感器的設計特點SPOT/VGT與NOAA/AVHRR數(shù)據(jù)比較技術比較光譜波段比較數(shù)
4、據(jù)質量比較其他SPOT/VGT-S10-NDVI數(shù)據(jù)產品NDV波段SM波段數(shù)據(jù)平滑預處理：NDVI數(shù)據(jù)去噪處理的三種方法閾值去除法如：最佳坡度系數(shù)截取法BISE（Viovy,1992）基于濾波的平滑方法如：傅立葉濾波變換法（Olsson,1994）曲線擬合的方法如：非對稱高斯函數(shù)擬合方法（Jonsson,2002）綜合評價以上方法的優(yōu)缺點，我們提出了一種新的基于Savitzky-Golay濾波的平滑方法來去除NDVI時序數(shù)據(jù)中存在的噪音。方法原理：基本假設NDVI的時序變化對應于植被的生長與衰落NDVI與植被緩慢變化過程不一致的突降作為噪音Savitzky-Go
5、lay濾波公式通過Savitzky-Golay濾波模擬整個NDVI時序數(shù)據(jù)的長期變化趨勢，將NDVI值分做兩類：“真”點和“假”點，再通過局部循環(huán)Savitzky-Golay濾波的方法使“假”點逐步被濾波值取代，以更接近于NDVI時序數(shù)列的上包絡線值。SPOT/VGTNDVI時序數(shù)列相應的云狀態(tài)圖根據(jù)云狀態(tài)線性內插后的NDVI數(shù)列基于Savitzky-Golay平滑濾波的NDVI長期變化趨勢模擬NDVI的初定義：“真”點與“假”點新的NDVI時序數(shù)列產生Savitzky-Golay濾波擬和新的NDVI數(shù)列計算擬和影響系數(shù)迭代退出條件新的平滑NDVI時序數(shù)列是否S
6、avitzky-Golay濾波平滑方法流程圖：JanFebMarAprMayJunJulAugSepOctNovDec(b)(c)(d)JanFebMarAprMayJunJulAugSepOctNovDecJanFebMarAprMayJunJulAugSepOctNovDec(d)(c)JanFebMarAprMayJunJulAugSepOctNovDec(a)Savitzky-Golay濾波平滑過程示意圖：選取試驗點：參數(shù)確定：長期變化趨勢的最優(yōu)濾波參數(shù)判定(7,2)擬合循環(huán)中的最優(yōu)濾波參數(shù)判定(3,4)dm234370.0%70.0%70.0%480.
7、0%80.0%73.3%583.3%83.3%76.6%690.0%86.6%80.0%793.3%90.0%80.0%890.0%93.3%83.3%986.6%86.6%86.6%1086.6%86.6%90.0%1183.3%83.3%93.3%1283.3%83.3%93.3%1380.0%80.0%86.6%1476.6%76.6%86.6%1570.070.083.3%dm23456219.519.5350.350.314.414.4480.280.234.134.111.5595.795.758.258.227.26109.3109.376.076
8、.042.87129.4
