Validation of a Day-of-Year Standardized Canopy Indicator for Regional Crop Monitoring: Suitability and Decoupling Boundaries
Xiaolong Song
验证了按年积日标准化的LAI Z-score冠层指标在五大农业区的适用边界。
用2003–2022年留一年基线，在五个全球粮仓区做LAI DOY标准化与产量相
仅雨养澳大利亚冠层-产量强耦合(r=0.90)，其余区域受趋势、物候和面积冲击影响而解耦。
可发展融合物候窗口、去趋势与收获面积因子的分区自适应冠层异常指标诊断框架。
预印本提出按年积日标准化的LAI异常指标，并在五大农业区验证其适用边界，方法有新意但尚未经同行评审，属细分领域进展。
将卫星反演的作物冠层异常转化为区域产量信号对农业监测至关重要。然而，标准异常指标假定绿度与产量之间存在稳定、直接的耦合关系，忽略了物候偏移、次季节作物动态以及收获面积波动。我评估了一种像元级、以年积日（DOY）为首要标准化维度的叶面积指数（LAI）Z分数异常指标在五个对比鲜明的全球粮仓——澳大利亚、印度河-恒河平原（IGP）、华北平原（NCP）、美国玉米带和乌克兰——的验证边界与预期适用条件，该指标采用留一年基线（2003—2022年）。分析表明，以DOY为首要标准化维度可减少时间合成时相不匹配，但其与区域统计数据的耦合关系存在系统性差异。回顾性验证显示，冠层与产量的直接耦合仅在雨养条件下的澳大利亚保持稳健（Pearson's r = 0.90），该地区产量变异性主导产量方差（解释90%的方差），且水分胁迫限制冠层发育。相比之下，识别出三个解释边界：（1）IGP的绿度趋势敏感性，去趋势后关联性降至r = 0.53；（2）双季种植的NCP的时间代表性偏差，需按作物日历开窗以恢复小麦信号（r = 0.51）；（3）乌克兰的面积冲击敏感性（收获面积缩减解释78%的产量方差），导致冠层活力与产量解耦（r = 0.40）。此外，在NDVI饱和的密集冠层中，LAI Z分数提供了比植被条件指数（VCI）更具可解释性的冠层响应度量。这些验证层级被综合为一个原型诊断决策框架，以支持业务化监测系统中的指标配置。