全球陸地植被生物量變化監(jiān)測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種全球陸地植被生物量變化監(jiān)測(cè)方法，能夠應(yīng)用在氣候變化研究、環(huán)境監(jiān)測(cè)、土地管理、農(nóng)情監(jiān)測(cè)、以及災(zāi)害監(jiān)測(cè)等遙感應(yīng)用部門。該方法包含三個(gè)步驟：第一步驟是對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和空間插值處理，然后用等式1對(duì)Terra衛(wèi)星上MODIS的GPP/NPP產(chǎn)品計(jì)算空間平均值。第二個(gè)步驟是計(jì)算全球或者區(qū)域植被平均生物量狀況。第三步驟是利用第二步計(jì)算的全球或者區(qū)域植被平均生物量值進(jìn)一步計(jì)算全球或者區(qū)域植被生物量變化趨勢(shì)，對(duì)全球或者區(qū)域植被生物量變化進(jìn)行時(shí)空變化分析。全球分析表明，全球生物量整體下降趨勢(shì)。
【專利說(shuō)明】全球陸地植被生物量變化監(jiān)測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種利用對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星上MODIS Gross/Net Primary Production(GPP/NPP)產(chǎn)品監(jiān)測(cè)全球生物量變化的方法，從而有利于人類了解全球陸地不同區(qū)域的生物量變化情況，從而釆取相應(yīng)措施，該方法突破了傳統(tǒng)方法利用站點(diǎn)對(duì)局部觀測(cè)的局限，直觀地展示全球陸地不同區(qū)域生物量變化情況。能夠應(yīng)用在氣象、農(nóng)業(yè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)等部門。
【背景技術(shù)】
[0002]陸地植被生產(chǎn)力是人類主要食物，纖維和燃料的最原始材料。定量計(jì)算全球植被的生物量變化，對(duì)預(yù)測(cè)氣候變化、減緩和適應(yīng)氣候變化，研究全球碳循環(huán)與氣候變化具有非常重要的意義。傳統(tǒng)方法是通過(guò)直接或間接測(cè)定全球植被的生產(chǎn)力與生物現(xiàn)存量，再乘以不同植被生物量中碳元素的含量推算而得。由于全球植被觀測(cè)受時(shí)間和空間，以及地表情況的影響，全球地面觀測(cè)站點(diǎn)數(shù)量有限，而且不是均勻分布，特別是在山區(qū)和極低地區(qū)，地面觀測(cè)和分類插值得到的結(jié)果不是非常好，精度不是很高[Aber，J.D.，Melilloj J.M., Nadelhofferj K.J., Pastor, J.and Boone, R.D., 1991.Factorscontrolling nitrogen cycling and nitrogen saturation in northern temperateforest ecosystems.Ecological Applications, I (3): 303-315.Baldocchij D.，Hicks, B.B.and Meyers, T.P.，1988.Measuring biosphere—atmosphere exchangesof biologically related gases with micrometeorological methods.Ecology, 69:1331-1340.Baldocchij D.，Valentinij R.，Running, S.，Oechelj W.and DahlmanjR.，1996.Strategies for measuring and modeling carbon dioxide and water vapourfluxes over terrestrial ecosystems.Global Change Biology, 2: 159-168.]。這種傳統(tǒng)估算方法是基于植被(森林、草地和農(nóng)作物等)調(diào)查數(shù)據(jù)，相關(guān)報(bào)道比較多，優(yōu)點(diǎn)是直接、明確、技術(shù)簡(jiǎn)單，但其耗時(shí)耗力，且只能應(yīng)用于小尺度的研究，難以及時(shí)反映全球陸地生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量的動(dòng)態(tài)變化[Asrar，G.，F(xiàn)uchs, Μ.，Kanemasuj Ε.T.and Hatfield,J.H.，1984.Estimating absorbed photosynthetic radiation and leaf area indexfrom spectral reflectance in wheat.Agronomy Journal, 76: 300-306.]。
[0003]衛(wèi)星遙感技術(shù)已經(jīng)被用來(lái)監(jiān)測(cè)全球陸地表面，對(duì)利用衛(wèi)星遙感技術(shù)監(jiān)測(cè)地表生物量的變化已經(jīng)有很多研究[Asrar，G.，Mynenij R.B.and Choudhuryj B.J.，1992.Spatial heterogeneity in vegetation canopies and remote sensing of absorbedphotosyntheticalIy active radiation: a modeling study.Remote Sensing ofEnvironment, 41: 85-103.]，已經(jīng)提出了很多估算算法，美國(guó)對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星提供了 GPP/NPP產(chǎn)品[Reeves MR, Zhao Mj Heinsch FA and Running SW.(in prep).Characterizingmoisture driven rangeland biomass fluctuations using MODIS primary productivityestimates.] o MODIS遙感器于1999和2002年搭載對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星發(fā)射成功，為全球和區(qū)域資源環(huán)境動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)開辟了又一新的途徑。MODIS是一個(gè)擁有36個(gè)波段的中分辨率遙感系統(tǒng)，每天可獲得4次全球觀測(cè)數(shù)據(jù)(1:30，10:30,13:30，22:3)，其飛行與太陽(yáng)同步，并且是免費(fèi)接收，因此非常適合全球生物量監(jiān)測(cè)。
[0004]
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種從遙感數(shù)據(jù)MODIS GPP/NPP產(chǎn)品對(duì)全球生物量時(shí)空變化進(jìn)行的方法，以克服現(xiàn)有大區(qū)域生物量時(shí)空變化監(jiān)測(cè)的實(shí)際困難，直觀地向人們展示全球不同區(qū)域生物量的變化，為氣候變化研究提供植被相應(yīng)的高精度數(shù)據(jù)，以便人類更好地適用氣候變化和應(yīng)對(duì)糧食安全。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的從遙感數(shù)據(jù)MODIS GPP/NPP產(chǎn)品估算全球和區(qū)域生物量時(shí)空變化方法為:
第一步:對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和空間插值處理，然后用等式I對(duì)Terra衛(wèi)星上MODIS的GPP/NPP產(chǎn)品計(jì)算空間平均值
【權(quán)利要求】
1.全球陸地植被生物量變化監(jiān)測(cè)方法，其步驟為: 第一步:對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和空間插值處理，然后用等式I對(duì)Terra衛(wèi)星上MODIS上午(10:30)的GPP/NPP產(chǎn)品計(jì)算空間平均值
【文檔編號(hào)】G06F19/00GK103971011SQ201410212907
【公開日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年5月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月20日
【發(fā)明者】不公告發(fā)明人 申請(qǐng)人:中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所, 國(guó)家氣象信息中心, 香港大學(xué), 天津大學(xué), 香港亞洲藥妝品研究院, 公安部出入境證件核心技術(shù)中心, 北京奇才偉業(yè)數(shù)碼科技有限公司, 毛克彪