基于過程的作物生長模擬模型DSSAT是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)系統(tǒng)研究的有力工具，可以定量描述作物生長發(fā)育和產(chǎn)量形成過程及其與氣候因子、土壤環(huán)境、品種類型和技術(shù)措施之間的關(guān)系，為不同條件下作物生長發(fā)育及產(chǎn)量預(yù)測、栽培管理、環(huán)境評價以及未來氣候變化評估等提供了定量化工具。但是，當(dāng)作物生長模型從單點研究發(fā)展到區(qū)域尺度應(yīng)用時，由于空間尺度增大而出現(xiàn)的地表、近地表環(huán)境非均勻性問題，導(dǎo)致模型中一些宏觀資料的獲取和參數(shù)的區(qū)域化方面存在很多困難，模型模擬結(jié)果也會存在很大的不確定性，而遙感信息在很大程度上可以幫助作物生長模型克服這些不足。

主要涉及遙感數(shù)據(jù)與作物模型同化建模中的遙感數(shù)據(jù)、PROSAIL模型、DSSAT模型、參數(shù)敏感性分析、數(shù)據(jù)同化算法、模型耦合、精度驗證等主要環(huán)節(jié)。主要圍繞上述環(huán)節(jié)來設(shè)計相關(guān)的基礎(chǔ)理論知識與上機操作步驟，通過逐一環(huán)節(jié)的講解與實際操作，達到本次目的，實現(xiàn)既定目標(biāo)。

專題一：遙感基礎(chǔ)理論知識

@?遙感平臺（如無人機）與傳感器、國內(nèi)外主要陸地衛(wèi)星（如Landsat、SPOT、HJ、GF）

@?遙感基本原理、光譜響應(yīng)函數(shù)、遙感數(shù)據(jù)處理流程

遙感在陸地生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測方面的應(yīng)用

專題二：作物長勢監(jiān)測與產(chǎn)量估算國內(nèi)外研究進展

@?國內(nèi)外研究綜述

研究實例分析

專題三：Fortran編程語言

@?軟件安裝

（使用xp/win7/win8/win10專業(yè)版筆記本）

工程文件建立、基本語法操作

專題四：作物參數(shù)遙感反演基本原理

@?遙感反演作物參數(shù)類型

2?生化組分

（葉綠素、氮、干物質(zhì)、葉片水分含量、花青素）

2?生物物理參數(shù)

專題五：PROSAIL模型

2?輸入?yún)?shù)：LAI/LAD/葉綠素/花青素/干物質(zhì)/類胡蘿卜素/水分含量/…

2?輸出參數(shù)：植被冠層反射率

2?以FORTRAN代碼為例上機操作反射率模擬流程

2?模擬葉片反射率與透射率

2?模擬植被冠層400-2500?nm高光譜反射率曲線

模擬Landsat?OLI、MODIS等遙感傳感器多光譜反射率數(shù)據(jù)

專題六：參數(shù)敏感性分析

2?待優(yōu)化參數(shù)選擇

2?局部敏感性分析

2?全局敏感性分析

F?EFAST敏感性分析方法介紹

F?SIMLAB軟件操作流程

專題七 遙感反演過程中的代價函數(shù)求解問題

@?代價函數(shù)構(gòu)建

2?反演方式

2?反演參數(shù)

2?“病態(tài)”問題

2?先驗知識

2?函數(shù)極值問題

@?反演算法介紹

2?優(yōu)化技術(shù)

2?查找表

2?神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

2?模擬退火

2?…

應(yīng)用案例分析

專題八 基于查找表方法+PROSAIL模型的作物參數(shù)遙感反演

@?查找表原理

@?查找表實現(xiàn)

基于查找表和PROSAIL模型的作物參數(shù)遙感反演

專題九 基于優(yōu)化算法+PROSAIL模型的作物參數(shù)遙感反演

@?代價/目標(biāo)函數(shù)極值求解

@?測試函數(shù)極值求解

@?優(yōu)化算法求解PROSAIL模型參數(shù)

待求解作物參數(shù)最優(yōu)值提取

專題十 作物模型程序化表達與運行

@?模型分類

2?經(jīng)驗模型

2?半機理模型

2?機理模型

@?模型選取原則

@?模型調(diào)試

@?模型標(biāo)定

@?模型對比分析

@?應(yīng)用案例分析

@?模型運行（以DSSAT作物模型為例、FORTRAN源碼）

2?時間序列植被參數(shù)（如葉面積指數(shù)）演化模擬

作物參數(shù)（如LAI）時間序列變化及產(chǎn)量模擬過程

專題十一 作物模型與遙感數(shù)據(jù)同化建模原理

@?作物模型與遙感觀測耦合的必要性

2?作物模型優(yōu)缺點

2?遙感觀測優(yōu)缺點

2?耦合必要性

@?耦合方法

2?驅(qū)動法

F?原理

F?程序?qū)崿F(xiàn)過程

F?應(yīng)用實例

2?數(shù)據(jù)同化方法

F?發(fā)展歷程

F?數(shù)據(jù)同化算法介紹

2?方法對比分析

@?作物模型參數(shù)敏感性分析

2?待優(yōu)化參數(shù)選擇

2?局部敏感性分析

2?全局敏感性分析

@?作物模型與遙感數(shù)據(jù)同化

2?同化遙感反演結(jié)果（如LAI遙感產(chǎn)品）

同化遙感觀測反射率

專題十二 作物模型與遙感反演值同化建模的程序化實現(xiàn)（第一種方式）

作物模型與遙感反演值同化建模框架

@?Fortrtan操作平臺

@?遙感反演結(jié)果（如葉面積指數(shù)）

@?作物模型

@?變分算法

@?代價函數(shù)構(gòu)建

@?迭代求解

@?輸出：作物關(guān)鍵參數(shù)時間序列變化、產(chǎn)量估算結(jié)果、區(qū)域制圖

專題十三 作物模型與遙感反射率同化建模的程序化實現(xiàn)（第二種方式）

作物模型與遙感反射率同化建模框架

@?Fortrtan操作平臺

@?遙感觀測反射率

@?作物模型

@?植被冠層反射率模型

2?PROSAIL前向模型反射率模擬

@?耦合模型構(gòu)建（作物模型+冠層反射率模型）

@?變分算法

@?代價函數(shù)構(gòu)建

@?迭代求解

輸出：作物關(guān)鍵參數(shù)時間序列變化、產(chǎn)量估算結(jié)果、區(qū)域制圖

專題十四 互動、答疑、交流

關(guān)注【科研技術(shù)平臺】了解