基于小波分析的作物冠层结构与生理生化参数光谱响应分解研究

项目名称： 基于小波分析的作物冠层结构与生理生化参数光谱响应分解研究

项目编号： No.31470084

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2015

项目学科： 农业科学

项目作者： 程涛

作者单位： 南京农业大学

项目金额： 30万元

中文摘要： 冠层结构如何影响生理生化参数的遥感反演，近年来引起了植被遥感学者们的高度关注。虽然国际上已有大量研究，利用高光谱遥感技术反演冠层生理生化参数，但关注到冠层结构影响的研究却非常缺乏。此外，传统的高光谱反演方法只利用几个零散的波段，而忽略了其中的连续光谱信息。本项目拟将基于小波变换的多尺度光谱分析技术，应用于作物生理生化及结构参数的反演，以田间小区试验数据为基础，探讨如何从光谱分析的角度分解生理生化参数和冠层结构的光谱响应，从而准确反演不同作物的各项参数。拟将辐射传射模型与地面观测数据紧密结合，解析各项参数的光谱响应规律及其在波长和小波变换尺度上的差异，提取敏感的小波光谱特征并构建广适性强的反演模型及方法。本立项旨在突破传统的以波长为唯一维度的光谱分析思维，利用小波分析发展基于波长和尺度的植被光谱分析理论，提高作物参数的遥感反演精度，为利用卫星高光谱影像宏观监测作物长势提供有力的技术保障。

中文关键词： 高光谱遥感；结构参数；生化参数；光谱响应；小波分析

英文摘要： Recent studies have debated about the structural effects on the retrieval of vegetation biochemical and physiological parameters. Although many studies reported the retrievals of biochemical and physiological parameters from hyperspectral reflectance data, most of them overlooked the effect of canopy structure on these retrievals. Moreover, they tended to use a small number of discrete bands for constructing spectral indices and discarded the ample continuous signature in the remainder. This project focuses on applying a multi-scale analysis tool, continuous wavelet analysis, to the retrieval of biochemical and physiological parameters for four typical crops, and to the decomposition of structural and biochemical/physiological effects on canopy spectral variability. By combining radiative transfer modeling and in situ measurements of crop properties, this study will investigate the spectral responses of each crop parameter over different growth stages and examine their differences represented by wavelength and wavelet scale. We will determine the significant wavelet spectral features or their combinations sensitive to each crop parameter. These wavelet features or combinations will be used to construct empirical predictive models and invert radiative transfer models. This project aims to develop a new perspectiv

英文关键词： hyperspectral remote sensing；structural parameter；biochemical parameter；spectral response；wavelet analysis