研究論文
魏珊珊、方紅亮發表關于遙感估算植被冠層聚集指數（Clumping index）的論文
文章來源： | 發布時間：2016-11-24 | 【打印】 【關閉】
植被聚集指數（clumping index, CI）描述葉子在植被冠層中的隨機和聚集分布情況。當葉子隨機分布時，CI為1；當葉子聚集分布時，聚集指數小于1。自然界中大多數的葉子呈現聚集分布狀態（CI < 1）。對同樣的冠層葉面積，由于葉子在空間的分布情況不同，冠層對太陽輻射和降水的截獲以及營養元素在冠層中的分布都會不同。聚集指數是陸表生態和過程模型中的關鍵參數。忽略聚集指數的影響，將導致對植被總初級生產力（GPP）和蒸散發（ET）的錯誤估算。
利用多角度遙感觀測數據可以估算得到植被聚集指數。目前的估算方法主要基于CI和歸一化熱點和冷點（NDHD）指數之間的相關關系。但是目前的算法沒有考慮不同的二向反射率（BRDF）模型以及太陽角度（SZA）對于熱點和冷點本身及相關系數的影響，給產品的估算帶來很大的不確定性。對于聚集指數遙感產品的驗證，目前通常采用的是地面實測點與衛星產品直接對比的方法。這種驗證方法受尺度的影響很大，亟需提出新的關于聚集指數的地面驗證方法。
中國科學院地理科學與資源研究所博士生魏珊珊和導師方紅亮研究員針對以上問題進行了研究。（1）他們借助地面實測葉面積指數和高空間分辨率影像數據，通過對不同BRDF模型和SZA估算的聚集指數進行對比分析，提出了估算聚集指數的最佳BRDF模型和SZA。（2）針對植被稀疏地區CI難以估算的難題，他們提出利用傾斜觀測數據估算CI的方法，較好的解決了植被稀疏地區CI估算的問題。（3）針對聚集指數的非線性特征，他們提出借助植被孔隙率進行尺度轉換的方法，大大降低了由于尺度效應給聚集指數產品驗證帶來的誤差。（4）研究表明植被聚集指數有很強的季相變化特征，通常隨著植被葉面積指數的增加植被冠層的聚集程度也相應增強。
他們的研究結果為利用高空間分辨率數據和多角度遙感數據估算植被聚集指數提供了理論依據。利用本研究提出的改進算法，該團隊開展了全球聚集指數產品的生成。該產品將有助于進一步提高陸表GPP和ET的估算精度。
本研究獲得了中國國家自然科學基金(41471295）的支持。
相關研究論文：
Wei, S., & Fang, H. (2016).
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