基于環境信息和回歸模型的青藏高原MODIS積雪面積比例產品制備

作者：雷華錦,李弘毅,王建,郝曉華,趙宏宇,張娟

摘要：積雪面積比例(Fractional Snow Cover,FSC)是定量描述單位像元內積雪覆蓋面積(Snow Cover Area,SCA)與像元空間范圍的比值,可為區域氣候模擬、水文模型等提供積雪分布的定量信息。MODIS FSC產品是根據經驗模型計算得到,并沒有考慮地形、植被和地表溫度等環境因素的影響,在青藏高原的驗證精度低。針對此問題,考慮青藏高原地區環境因素(地形、植被、地表溫度)對FSC制備的影響,基于多元自適應回歸模型(Multivariate Adaptive Regression Splines,MARS)和線性回歸模型分別建立FSC制備的非參數回歸模型和經驗回歸模型。用Landsat 8地表反射率的數據和SNOMAP算法制備FSC的參考數據集。選取一部分參考數據集作為模型的訓練數據集,另一部分作為模型的檢驗數據集。研究結果表明:MARS方法估計FSC的精度明顯高于線性回歸模型和原有的MODIS FSC制備方法。MARS的總體R、RMSE、MAE分別為0.791、0.103、0.058。在線性回歸模型中精度最高的總體R、RMSE、MAE分別為0.647、0.128、0.072。MODIS原有FSC制圖方法的總體R、RMSE、MAE分別為0.595、0.221、0.170。考慮了環境信息的MARS方法更加適用于青藏高原地區FSC制備。本研究為制備青藏高原地區更高精度的FSC數據提供了新思路。

發文機構：中國科學院西北生態環境資源研究院 中國科學院大學 中國科學院黑河遙感試驗研究站 江蘇省地理信息資源開發與利用協同創新中心 青海省氣象科學研究所

關鍵詞：青藏高原線性回歸模型積雪面積比例MODIS多元自適應回歸模型Tibetan plateauRegression modelFractional snow coverMODISMultivariate adaptive regression splines

分類號： TP75[自動化與計算機技術—檢測技術與自動化裝置]