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方红亮研究组发表关于全球叶面积指数遥感产品在东北农田区域质量评价的论文

文章来源:  |  发布时间:2019-11-04  |  【打印】 【关闭

  

    植被叶面积是植被冠层的最重要特征之一。全球植被叶面积的大小与全球气候变化息息相关。过去40年,全球植被叶面积一直呈现快速增加趋势(0.04/10a)。在目前气候变化情景下,到本世纪末,全球植被叶面积还将呈现中速增加趋势(0.02-0.03/10a)。
    植被叶面积通常用叶面积指数(leaf area index: LAI)来表示。卫星遥感为全球LAI产品的生产提供了有效手段。欧洲卫星气象中心(EUMETSAT)、欧盟哥白尼计划、美国宇航局(NASA)和我国北京师范大学以及中科院地理资源所等机构都生产了各具特色的全球LAI产品。为了深入理解和有效使用这些不同的产品,需要对其性能和不确定性进行系统的比较与分析。在广大农田区域,由于缺乏长时期的实测和高分辨数据,对这些LAI产品的不确定性还缺乏系统的了解。
    中国科学院地理科学与资源研究所方红亮研究员和他的研究团队对全球LAI遥感产品的不确定性进行了系统研究。自2011年以来,他们在东北农田区域开展了长期连续的观测试验,获得了大量水稻、玉米、大豆及高粱的实测和高分辨率LAI数据。在此基础上,他们对全球主要的七套LAI产品进行了定标检验,对各产品的不确定性进行了系统分析。
    研究结果表明:(1)目前全球LAI产品在东北农田区域的不确定性还比较高(RMSE: 0.80?2.0和RRMSE: 25?60%),已超出目前全球气候观测系统计划(GCOS)对LAI的产品质量要求(RMSE < 15%)。(2)在不同作物生长阶段,LAI产品的表现各不相同:全球LAI产品往往在作物生长前期高估实测LAI,在成熟期各LAI产品之间差异较大,而在生长后期则低估实测LAI。(3)全球LAI产品在农田区表现不佳的主要原因是因为算法中缺乏对农田区域差异的考虑,尤其是对水稻区域。本研究所揭示的LAI不确定性信息,将为全球LAI产品的进一步改良和应用提供指导。
    该研究获得了“十三五”国家重点研发计划(2016YFA0600201)、国家自然科学基金(41471295, 41171333, 41531174)和中国科学院“百人计划”项目的支持。该工作近期发表于Remote Sensing of Environment。
相关研究论文:
Fang, H., Zhang Y., Wei S., Li W., Ye Y., Sun T., and W. Liu, 2019. Validation of global moderate resolution leaf area index (LAI) products over croplands in northeastern China. Remote Sensing of Environment, 233, 111377, https://doi.org/10.?1016/?j.?rse.?2019.?111377.
研究中获取的农田实测和高分辨LAI数据集下载:
https://doi.pangaea.de/10.1594/PANGAEA.900090