多尺度融合视角下MODIS NDVI产品在异质城市环境的质量评估：基于五种升尺度方法与Landsat 8的验证

本文创新性地整合五种升尺度方法（包括反射率级泰勒级数展开模型、简单平均法、Chen NDVI模型及点扩散函数法），以Landsat 8 OLI NDVI为基准，系统评估了MODIS MOD13Q1产品在厦门异质城市环境中的质量。研究定量揭示了NDVI尺度效应的成因（地表空间异质性与NDVI模型非线性），首次将融合土地覆盖类型的TSE方法和PSF方法应用于NDVI升尺度研究，证实MOD13Q1产品整体偏差绝对值仅为0.0176-0.0225（均值差），为缺乏原位观测数据的大区域生物地球物理参数质量评估提供了高效解决方案。

　　

研究亮点

本研究通过五种升尺度方法（含两种反射率级泰勒级数展开(TSE)模型、简单平均法、Chen NDVI模型及点扩散函数(PSF)法），在厦门异质城市环境中实现了Landsat 8 OLI NDVI的全尺度转换，定量解析了NDVI尺度效应的核心驱动因素——地表空间异质性与NDVI模型非线性特性。创新性地将土地覆盖类型整合至TSE方法，并首次将PSF方法应用于NDVI升尺度研究，为缺乏原位观测的大尺度生物地球物理参数评估提供了新范式。

主要发现

1. 1.

   NDVI尺度效应的定量验证：证实MOD13Q1产品与升尺度NDVI图像的均值绝对偏差仅0.0176-0.0225，标准差偏差≤0.0071

2. 2.

   TSE方法的优化突破：融合土地覆盖类型的泰勒级数展开模型显著提升精度

3. 3.

   PSF方法的差异化价值：针对MODIS传感器特性，通过"小像素"权重分配实现更精准升尺度

结论

1. 1.

   NDVI尺度效应由地表异质性和模型非线性共同驱动

2. 2.

   融合土地覆盖的TSE方法和PSF方法在NDVI升尺度中展现独特优势

3. 3.

   MOD13Q1产品在厦门地区整体质量优异，验证了所提方法在大范围非尺度不变性参数评估中的有效性