فنولوژی پوشش گیاهی از طریق اسپکترورادیومتر تصویربرداری با وضوح متوسط (MODIS): سنجش و بررسی الگوهای جهانی و مقایسه با اندازه گیری های انجام شده در محل

چکیده

در دوهه ی گذشته، وجود دیتاست های سنجش از راه دور جهانی، ابزارهای جدیدی را برای مطالعه ی الگوها و دینامیک های جهانی در پوشش گیاهی ارائه داده است. اکثر قریب به اتفاق کارهای گذشته در این حوزه از اطلاعات به دست آمده از رادیومتر پیشرفته با وضوح بسیار بالا (AVHRR) که تا همین اواخر (تا چندی پیش)، مرجع اصلی اطلاعات و داده های سنجش از راه دور جهانی زمین بود، استفاده کرده اند. به هر حال در سال های اخیر، شماری از منابع سنجش از راه دور جدید در دسترس هستند که قابلیت های سنجش از راه دور برای نظارت بر (مانیتورینگ) دینامیک های اکوسیستم جهانی را به طور معنی داری بهبود بخشیده اند. در این مقاله، نتایج اخیر حاصل از داده های دریافتی از اسپکترورادیومتر تصویر برداری با وضوح متوسط (MODIS) ناسا به منظور مطالعه ی فنولوژی پوشش گیاهی متوسط را شرح می دهیم. با استفاده از یک روش جدید مبتنی بر برازش مدل های لاجستیک تکه ای به اطلاعات سری های زمانی MODIS، تاریخ های کلیدی گذار (انتقال) در چرخه های سالانه ی رشد پوشش گیاهی، در یک مُد واقع گرایانه از لحاظ بوم شناختی (اِکولوژیکی) قابل برآورد است. ما به کمک این روش، نقشه های جهانیِ 7 متریک (معیار) فنولوژیکی (ظهورشناسی) را در وضوح فضایی 1 کیلومتری برای تمام اکوسیستم هایی که نمایانگر فنولوژی های سالانه قابل تشخیصی هستند، تولید کرده ایم. این معیارها عبارتند از: تاریخی از سال برای: (1) زمان آغاز افزایش سبزی، (2) زمان آغاز حداکثر سبزی و شادابی، (3) زمان آغاز کاهش سبزی و شادابی (دوره ی پیری و سالخوردگی)، (4) زمان آغاز حداقل سبزی و شادابی (خزان و رکود). سه معیار باقی مانده عبارتند از: حداقل و حداکثر فصل رشد و مجموع شاخص پوشش گیاهی افزایش یافته ی حاصل از MODIS. مقایسه ی فنولوژی پوشش گیاهی بازیابی شده توسط MODIS با اندازه گیری های در محل ، نشان می دهد که این معیارها برآوردهای واقعی را از چهار تاریخ گذار که در بالا مشخص شدند، ارائه می دهند. به طور کلی، توزیع فضایی معیارهای فنولوژیکی برآورد شده توسط اطلاعات MODIS از لحاظ کیفی، واقع بینانه هستند و تناظراتِ بسیار قوی را با الگوهای دمایی شرایط آب و هوایی (اقلیم هایِ) عرض های جغرافیایی میانی و بالا همراه با فصلی بودن بارش در آب و هواهای به صورت فصلی خشک و الگوهای کشت در نواحی کشاورزی، نشان می دهد.

Abstract

In the last two decades the availability of global remote sensing data sets has provided a new means of studying global patterns and dynamics in vegetation. The vast majority of previous work in this domain has used data from the Advanced Very High Resolution Radiometer, which until recently was the primary source of global land remote sensing data. In recent years, however, a number of new remote sensing data sources have become available that have significantly improved the capability of remote sensing to monitor global ecosystem dynamics. In this paper, we describe recent results using data from NASA’s Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer to study global vegetation phenology. Using a novel new method based on fitting piecewise logistic models to time series data from MODIS, key transition dates in the annual cycle(s) of vegetation growth can be estimated in an ecologically realistic fashion. Using this method we have produced global maps of seven phenological metrics at 1-km spatial resolution for all ecosystems exhibiting identifiable annual phenologies. These metrics include the date of

year for (1) the onset of greenness increase (greenup), (2) the onset of greenness maximum (maturity), (3) the onset of greenness decrease (senescence), and (4) the onset of greenness minimum (dormancy). The three remaining metrics are the growing season minimum, maximum, and summation of the enhanced vegetation index derived from MODIS. Comparison of vegetation phenology retrieved from MODIS with in situ measurements shows that these metrics provide realistic estimates of the four transition dates identified above. More generally, the spatial distribution of phenological metrics estimated from MODIS data is qualitatively realistic, and exhibits strong correspondence with temperature patterns in mid- and high-latitude climates, with rainfall seasonality in seasonally dry climates, and with cropping patterns in agricultural areas.

توضیحات تکمیلی در مورد این اثر:

تعداد صفحات مقاله ی انگلیسی: 14 و تعداد صفحات ترجمه ی فارسی مقاله با کیفیت بسیار خوب: 29

نام ژورنال و سال انتشار: JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH

فایل های ضمیمه: اصل مقاله ی انگلیسی + فایل Word ترجمه ی فارسی

منبع: http://onlinelibrary.wiley.com-cited by 186