全球陸地植被生物量變化監(jiān)測方法
【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)測方法，能夠應(yīng)用在氣候變化研究、環(huán)境監(jiān)測、土地管理、農(nóng)情監(jiān)測、以及災(zāi)害監(jiān)測等遙感應(yīng)用部門。該方法包含三個步驟：第一步驟是對原始數(shù)據(jù)進行處理和空間插值處理，然后用等式1對Terra衛(wèi)星上MODIS的GPP/NPP產(chǎn)品計算空間平均值。第二個步驟是計算全球或者區(qū)域植被平均生物量狀況。第三步驟是利用第二步計算的全球或者區(qū)域植被平均生物量值進一步計算全球或者區(qū)域植被生物量變化趨勢，對全球或者區(qū)域植被生物量變化進行時空變化分析。全球分析表明，全球生物量整體下降趨勢。
【專利說明】全球陸地植被生物量變化監(jiān)測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種利用對地觀測衛(wèi)星上MODIS Gross/Net Primary Production(GPP/NPP)產(chǎn)品監(jiān)測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)方法利用站點對局部觀測的局限，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。定量計算全球植被的生物量變化，對預(yù)測氣候變化、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)方法是通過直接或間接測定全球植被的生產(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。由于全球植被觀測受時間和空間，以及地表情況的影響，全球地面觀測站點數(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)報道比較多，優(yōu)點是直接、明確、技術(shù)簡單，但其耗時耗力，且只能應(yīng)用于小尺度的研究，難以及時反映全球陸地生態(tài)系統(tǒng)碳儲量的動態(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)被用來監(jiān)測全球陸地表面，對利用衛(wèi)星遙感技術(shù)監(jiān)測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，美國對地觀測衛(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年搭載對地觀測衛(wèi)星發(fā)射成功，為全球和區(qū)域資源環(huán)境動態(tài)監(jiān)測開辟了又一新的途徑。MODIS是一個擁有36個波段的中分辨率遙感系統(tǒng)，每天可獲得4次全球觀測數(shù)據(jù)(1:30，10:30,13:30，22:3)，其飛行與太陽同步，并且是免費接收，因此非常適合全球生物量監(jiān)測。
[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)品對全球生物量時空變化進行的方法，以克服現(xiàn)有大區(qū)域生物量時空變化監(jiān)測的實際困難，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)對糧食安全。
[0006]為實現(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)域生物量時空變化方法為:
第一步:對原始數(shù)據(jù)進行處理和空間插值處理，然后用等式I對Terra衛(wèi)星上MODIS的GPP/NPP產(chǎn)品計算空間平均值
【權(quán)利要求】
1.全球陸地植被生物量變化監(jiān)測方法，其步驟為: 第一步:對原始數(shù)據(jù)進行處理和空間插值處理，然后用等式I對Terra衛(wèi)星上MODIS上午(10:30)的GPP/NPP產(chǎn)品計算空間平均值
【文檔編號】G06F19/00GK103971011SQ201410212907
【公開日】2014年8月6日 申請日期: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 申請人:中國農(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