基于数码相机延时摄影与MODIS卫星遥感的美国马萨诸塞州温带落叶林物候监测

摘要

物候是气候与自然环境变化最直观、敏感的综合指示器和"诊断指纹",精细的植物物候监测对于深入理解气候变化对生态系统产生的影响,实现农林业、园林与园艺业等经营管理的自动化、智能化和精细化,以及森林观花(果)赏叶旅游的准确预报十分重要.本文重点以美国马萨诸塞州的温带落叶林和哈佛大学的哈佛森林为研究样本,基于对近地面数字相机图像与MODIS卫星遥感影像的分析,探讨了使用这两种物候遥感监测手段在景观和区域尺度上提高森林植被物候监测精细程度的可能性.结果如下:1)通过比较不同植被指数的差异,确定了准确表征研究区森林植被物候变化的植被指数:数码相机为相对绿度指数(Gcc)及绝对绿度指数(ExG);MODIS卫星遥感为相对绿度指数(Gcc)、绝对绿度指数(ExG)、增强型植被指数(EVI)及归一化植被指数(NDVI).2)基于数码相机的Gcc和ExG物候关键期十分接近,变绿期分别为113天和112天、成熟期分别为138天和141天、凋落期分别为261天和260天、休眠期分别为291天和292天.3)比较卫星遥感和数码相机得出的物候关键期,除NDVI外,均在MODIS卫星遥感影像的一个重复采样间隔内(8天),且二者偏差很小.4)提取两种监测手段植被指数不同变化率发生的天数,表明:卫星遥感和数码相机均能够用于落叶林群落物候变化监测,并且,数码相机技术相对于MODIS卫星遥感在表达精细的植物物候变化时更加准确.将基于数码相机的地面或近地面遥感系统与卫星遥感监测技术耦合起来,应当有可能有效地提高大范围内森林植被物候监测的精细程度.