基于过程的作物生长模拟模型DSSAT是现代农业系统研究的有力工具，可以定量描述作物生长发育和产量形成过程及其与气候因子、土壤环境、品种类型和技术措施之间的关系，为不同条件下作物生长发育及产量预测、栽培管理、环境评价以及未来气候变化评估等提供了定量化工具。但是，当作物生长模型从单点研究发展到区域尺度应用时，由于空间尺度增大而出现的地表、近地表环境非均匀性问题，导致模型中一些宏观资料的获取和参数的区域化方面存在很多困难，模型模拟结果也会存在很大的不确定性，而遥感信息在很大程度上可以帮助作物生长模型克服这些不足。
国产卫星（如HJ、GF、ZY）、MODIS、Landsat、Sentinel-2等遥感数据是进行大范围作物生长状态监测的有效手段；作物生长模型能够利用环境因素模拟作物生长过程，揭示作物生长发育的原因与本质。随着科学技术发展和农业应用需求的驱动，数据同化方法将遥感数据与作物生长模型相结合，监测作物长势及预测作物产量，是当前农业信息技术应用研究的重要内容和发展趋势之一。二者结合既能提供宏观监测信息，又可动态反映作物生长发育过程，有利于实现优势互补，提升应用潜力。
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本文主要涉及遥感数据与作物模型同化建模中的遥感数据、PROSAIL模型、DSSAT模型、参数敏感性分析、数据同化算法、模型耦合、精度验证等主要环节。
| 专题一、遥感基础理论知识 |
| 遥感平台（如无人机）与传感器、国内外主要陆地卫星（如Landsat、SPOT、HJ、GF） 遥感基本原理、光谱响应函数、遥感数据处理流程 遥感在陆地生态系统监测方面的应用 |
| 专题二、作物长势监测与产量估算国内外研究进展 |
| 国内外研究综述 研究实例分析 |
| 专题三、Fortran编程语言 |
| 软件安装（使用xp/win7/win8/win10专业版笔记本） 工程文件建立、基本语法操作 |
| 专题四、作物参数遥感反演基本原理 |
| 遥感反演作物参数类型 生化组分 （叶绿素、氮、干物质、叶片水分含量、花青素） 生物物理参数 （LAI、LAD、株高、生物量） 生理生态参数 （FPAR、ET） 作物参数遥感反演模型 经验模型 线性模型 指数模型 对数模型 … 物理模型 辐射传输模型 几何光学模型 混合模型 计算机模拟模型 不同方法对比分析
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| 专题五、PROSAIL模型 |
| 输入参数：LAI/LAD/叶绿素/花青素/干物质/类胡萝卜素/水分含量/… 输出参数：植被冠层反射率
以FORTRAN代码为例上机操作反射率模拟流程 模拟叶片反射率与透射率 模拟植被冠层400-2500 nm高光谱反射率曲线 模拟Landsat OLI、MODIS等遥感传感器多光谱反射率数据 |
| 专题六、参数敏感性分析 |
| 待优化参数选择 局部敏感性分析 全局敏感性分析 EFAST敏感性分析方法介绍 SIMLAB软件操作流程
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| 专题七、 遥感反演过程中的代价函数求解问题 |
| 代价函数构建 反演方式 反演参数 “病态”问题 先验知识 函数极值问题 反演算法介绍 优化技术 查找表 神经网络 模拟退火 … 应用案例分析
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| 专题八、 基于查找表方法+PROSAIL模型的作物参数遥感反演 |
| 查找表原理 查找表实现 基于查找表和PROSAIL模型的作物参数遥感反演 |
| 专题九 、基于优化算法+PROSAIL模型的作物参数遥感反演 |
| 代价/目标函数极值求解 测试函数极值求解 优化算法求解PROSAIL模型参数 待求解作物参数最优值提取 |
| 专题十、 作物模型程序化表达与运行 |
| 模型分类 经验模型 半机理模型 机理模型 模型选取原则 模型调试 模型标定 模型对比分析 应用案例分析 模型运行（以DSSAT作物模型为例、FORTRAN源码） 时间序列植被参数（如叶面积指数）演化模拟 作物参数（如LAI）时间序列变化及产量模拟过程
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| 专题十一、 作物模型与遥感数据同化建模原理 |
| 作物模型与遥感观测耦合的必要性 作物模型优缺点 遥感观测优缺点 耦合必要性 耦合方法 驱动法 原理 程序实现过程 应用实例 数据同化方法 发展历程 数据同化算法介绍
方法对比分析 作物模型参数敏感性分析 待优化参数选择 局部敏感性分析 全局敏感性分析 作物模型与遥感数据同化 同化遥感反演结果（如LAI遥感产品） 同化遥感观测反射率 |
| 专题十二、 作物模型与遥感反演值同化建模的程序化实现（第一种方式） |
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Fortrtan操作平台 遥感反演结果（如叶面积指数） 作物模型 变分算法 代价函数构建 迭代求解 输出：作物关键参数时间序列变化、产量估算结果、区域制图
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| 专题十三 、作物模型与遥感反射率同化建模的程序化实现（第二种方式） |
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作物模型与遥感反射率同化建模框架 Fortrtan操作平台 遥感观测反射率 作物模型 植被冠层反射率模型 PROSAIL前向模型反射率模拟 耦合模型构建（作物模型+冠层反射率模型） 变分算法 代价函数构建 迭代求解 输出：作物关键参数时间序列变化、产量估算结果、区域制图 |
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