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基于卫星光学与SAR影像调控的农业气象模型玉米产量时空演变分析

DOI：10.3390/rs11171978 期刊：Remote Sensing 出版年份：2019 更新时间：2025-09-19 17:13:59
摘要： 本研究旨在利用农业气象模型（即结合水分平衡模型的简易产量算法模型SAFY-WB，其受卫星微波与光学影像获取的绿叶面积指数GAI调控），实现大田尺度爆米花干物质演变的逐日估算。合成孔径雷达（SAR）卫星数据（σ° VH/VV）通过哨兵1A（S1-A）任务的两条轨道（30和132）获取，重访周期为六天；光学数据来自Landsat-8任务。2016年完整农业生长季期间，在法国西南部试验田同步采集了SAR与光学数据。结果表明：结合卫星与模型数据后，玉米总干物质可实现高精度逐日估算（R2=0.92）。SAR数据更适用于作物发育初期特征描述（至开花末期），而光学数据适用于整个生育期。此外，该模型在不同物候阶段均能良好反演植株（R2=0.90）与穗部（R2=0.93）干物质。研究还发现，所提方法可准确预测四个物候阶段（四至五叶期、开花期、成熟期及收获期）（R2=0.98；均方根误差RMSE=7天）。但同化前需注意：SAR信号须先进行热噪声校正方可同化，且GAI与SAR信号的估算关系需基于无间作作物田块建立。这些成果在文献中具有独特性，为玉米产量动态监测提供了新途径。
作者： Frédéric Baup，Jean-Fran?ois Berthoumieu，Ma?l Ameline，Rémy Fieuzal，Frédéric Frappart，Samuel Corgne
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

本研究的目的是利用由卫星光学和SAR图像导出的绿叶面积指数（GAI）控制的农业气象模型（SAFY-WB），估算田块尺度下爆米花干物质含量的变化情况，并实现日时间分辨率的解析。

研究成果

研究得出结论：当SAFY-WB模型通过合成孔径雷达（SAR）和光学卫星数据获取的生长度日指数（GAI）进行控制时，能够准确估算爆米花干物质质量与物候阶段的时序演变。但该研究同时强调SAR信号预处理的重要性，以及间作作物带来的限制因素。

研究不足

该研究指出了一些局限性，例如间作作物对SAR信号的影响以及SAR数据预处理中需要进行热噪声校正。此外，模型无法模拟收获前即将落叶的情况，导致总质量被高估。

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