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物候遥感监测是近年来全球变化及生态研究的热点。山地区域因其地形复杂,气候空间差异大,植被类型丰富多样,是物候遥感监测的难点区域。本文以包括甘肃、陕西和河南境内部分山区的广义秦岭地区作为研究区,研讨山区物候遥感监测方法,分析秦岭物候时空变化。秦岭是我国重要的地理、气候分界线,山区植被水平及垂直分带明显,并对气候变化敏感。秦岭物候研究有助于发展山区物候遥感监测方法,揭示区域气候变化的时空规律,并可为区域发展提供科学依据。目前秦岭地区的物候观测站点极为缺乏,关于秦岭山地植物物候时空变化特征的研究较少。本论文基于研究区2002-2012年的MODIS EVI数据,进行秦岭物候遥感技术方法探讨及物候时空变化分析。 1.对比分析了三种常用的曲线拟合方法。结果表明: 与非对称性高斯曲线拟合方法(AG)和双Logistic曲线拟合方法(DL)相比,单Logistic曲线拟合方法(SL)在噪声点优化和保留原始高质量数据的能力方面更为突出,曲线形态不容易受到噪声点的影响发生变化,同时拟合值与原始值之间的平均差异程度更小,代表性更好。三种方法拟合效果的优劣依次是SL>AG>DL。 2.根据研究区特点,实现了对物候遥感监测单Logistic方法的改进。 根据秦岭样区多年Ⅵ时间序列数据特征,本文分析SL模型参数误差分布的时相规律,依此对模型形式进行改进,提出最值优化单Logistic方法(MSL)。改进的方法较SL方法更加适应于拟合地形起伏较大、气候复杂、地物组成多样的山地区域。 3.本文在所发展的MSL模型基础上,利用最大曲率变化率模型进行物候遥感信息提取,并对秦岭2002-2012年来物候期的时空变化特征及其影响因素进行分析。结果表明: (1)植被物候期与地理空间位置呈现较强的相关性。秦岭植被生长季开始期整体呈现从东到西的早晚变化格局,休眠开始期则呈相反格局。秦岭中部南坡生长季开始期整体要早于北坡,休眠开始期要晚于北坡。随高程增加,植被生长季开始期在总体上呈现早-晚的变化趋势,植被休眠开始期在垂向上呈现明显的双峰波动形态。 (2)秦岭2002-2012年间植被生长季开始期有呈波动推迟趋势。植被休眠开始期无明显的推迟趋势。秦岭东、中、西部各地区植被生长季开始期年际波动与总体趋势一致;秦岭东、西部地区植被休眠开始期有推迟趋势,而中部地区出现提前趋势。秦岭中部南、北坡植被生长季开始期年际波动趋势较一致,且都有明显的推迟趋势。秦岭中部南、北坡植被休眠开始期的年际变化有一定差异,南坡波动要大于北坡,但都有提前趋势。不同高程阶段,物候期均值的年际波动差异较大。海拔3000m以下,不同高程阶段上植被生长季开始期均呈现推迟趋势;海拔3000m以上,秦岭植被生长季开始期均值有提前趋势,休眠开始期波动较大且有推迟趋势。 4.综合秦岭地区气象站点的气象数据与遥感物候数据,本文发现秦岭地区物候期变化与气温及降水有一定的相关性,其中植被生长季开始期与春季平均气温相关性较强。