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面向衛星應用的葉面積指數自動觀測網絡建成

2020-07-30 空天信息創新研究院
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[video:20200730國內首個葉面積指數自動觀測網絡建成]

  近日,在国家民用空间基础设施陆地观测卫星共性应用支撑平台项目支撑下,中國科學院空天信息創新研究院遥感卫星应用國家工程實驗室建设完成叶面积指数自动观测网络,实现对全国典型生态环境下叶面积指数的全国范围、长时间持续地面观测,弥补了传统地面测量方法在时空分辨率上的不足。

  叶面积指数(leaf area index)是指单位地表面积上方植物单面叶面积之和。在田间试验中,叶面积指数是反映植物群体生长状况的重要指标,控制着植被的光合作用、呼吸作用,以及植被蒸腾、碳循环、降雨截留等陆面过程,其大小直接与最终产量高低密切相关;它也是全球生态研究的重要输入参数,在生态环境、气候变化等领域具有重要应用。从上个世纪末开始,科学家便开始利用遥感技术进行全球及区域尺度的叶面积指数产品生产,但由于缺乏持续的大范围和长时间地面观测,叶面积指数产品真实性验证成为长期困扰科学家的难题。

  针对这一问题,遥感卫星应用國家工程實驗室开展了叶面积指数地面观测网络系统建设工作,在全国规划布设15套我国具有完全自主知识产权的叶面积指数无线传感网络系统,其中定点测量系统14套、移动测量系统1套,覆盖农田生态、森林生态、草原生态等主要生态系统类型,后续还将不断完善提升观测布局。自2018年底起,项目目前已完成15个站点的仪器布设,全部站点仪器运行正常,经受住了北方极寒、南方高温高湿天气考验。截至2020年7月,已获取有效原始数据共计1200万余条。

  該觀測網絡所積累的數據,將對氣候變化、生態環境、精准農業等領域的科研與實踐産生重要影響。相關領域用戶可登錄“國家民用空間基礎設施共性技術支撐服務網(http://nsicat.radi.ac.cn/static/home)”申請使用數據。

图1 叶面积指数地面观测网络全国布设站点图

图2 部分已安装站点仪器实物图(a)海北站 (b)千烟洲站 (c)广州站 (d)禹城站

图3 部分已安装站点数据采集节点分布图 (a)合肥站 (b)广州站

图4 LAI无线传感网络监测结果与MOD15A2H产品对比图(以千烟洲站为例)

图5 LAI无线传感网络监测结果与MOD15A2H产品对比图(以禹城站为例)

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