本研究以福建將樂國有林場為研究區(qū),以南方集體林區(qū)的重要經(jīng)營樹種:杉木、馬尾松和毛竹為研究對象,探索我國首顆“亞米”級高空間分辨率的高分二號(簡稱GF-2)衛(wèi)星在樹種識別和齡組劃分上的應(yīng)用潛力,研究結(jié)果對促進(jìn)國產(chǎn)GF-2衛(wèi)星影像在森林資源調(diào)查和管理的應(yīng)用提供借鑒。研究結(jié)果如下:(1)結(jié)合樹種分類的需求和預(yù)處理研究較少的實際,探索了適宜GF-2影像的預(yù)處理流程和融合方法。結(jié)果表明:Gram-Schmidt和HCS融合方法最適合GF-2影像,融合效果最佳。(2)實測樹種(齡組)的冠層光譜曲線,各樹種在光譜上反射差異明顯,光譜曲線“紅邊”高度和斜率均存在差異。結(jié)合GF-2波段設(shè)置,表明綠波段和近紅外波段是馬尾松、毛竹和杉木齡組區(qū)分的關(guān)鍵。(3)光譜結(jié)合四方向紋理的分類方案總體精度最高為87.4%(Kappa=0.85),優(yōu)于光譜結(jié)合全方向紋理方案的85.2%(Kappa=0.82)。僅利用光譜的分類方案總體精度為78.4%(Kappa=0.75)優(yōu)于僅利用紋理屬性的分類方案低于65%的總體精度。結(jié)果表明:結(jié)合影像豐富的紋理信息能極大提高分類精度。(4)基于最大似然法、支持向量機和隨機森林法三種分類器進(jìn)行樹種分類對比實驗。結(jié)果表明:在屬性篩選下,隨機森林法在樹種分類上能取得較好分類效果,總體精度為87.4%(Kappa=0.85);支持向量機在高維屬性特征時表現(xiàn)最好,總體精度為86.1%(Kappa=0.86);而最大似然法導(dǎo)致“休斯”現(xiàn)象表現(xiàn)一般。(5)樹種的生長形態(tài)和冠層特征決定紋理屬性對分類的影響。紋理屬性對馬尾松的分類精度影響很小,對杉木幼齡林和中齡林的分類精度提高很大。杉木相鄰齡組存在混分現(xiàn)象,幼齡林和成熟林完全區(qū)分。表明GF-2在樹種識別及齡組劃分上具有重大潛力,是林分尺度森林資源調(diào)查理想的數(shù)據(jù)源。
【學(xué)位單位】：北京林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TP751;TP181;S712
【部分圖文】：

究區(qū)概況與數(shù)據(jù)準(zhǔn)備逡逑研究區(qū)概況逡逑福建地處亞熱帶區(qū)域，森林資源非常豐富，是我國南方的重點林區(qū)，森林位居全國第一。全省林業(yè)用地１．３６億畝，占土地總面積的７４．７％。三明市林區(qū)改革的排頭兵。三明市集體林區(qū)于１９８８年被國務(wù)院批準(zhǔn)同意列入全試驗區(qū)（王懷毅等，２００８）邋；邋２００４年，三明確定為全國集體林區(qū)林業(yè)產(chǎn)權(quán)點，永安洪田村被確認(rèn)為“中國林改小崗村”。將樂國有林場位于三明市將家重要的用材林戰(zhàn)略儲備基地（朱冬亮等，２００７）。２０１６年中國林場協(xié)會場年度“全國十住林場”稱號。近年來，林場依托北京林業(yè)大學(xué)南方林區(qū)）綜合實踐基地為平臺，逐步成為福建省森林資源培育、森林經(jīng)營示范、備、休業(yè)科研推廣、森林康養(yǎng)建設(shè)等重要基地。逡逑高分二號（４３２假彩色）福

定樹種冠層光譜１０次，取均值。光譜采集后，基于ＶｉｅｗＳｐｅｃＰｒｏ光譜軟件對原始光逡逑譜數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，去除無效數(shù)據(jù)，進(jìn)行后續(xù)分析（張瑩等，２０１６；何挺等，２００２）。逡逑將樂林場５個樹種（齡組）冠層光譜曲線如圖２－３所示。３個樹種（齡組）冠層逡逑光譜曲線的波動趨勢大致相同。可見光波段４９０邋ｎｍ和６８０邋ｎｍ附近，存在葉綠素強烈逡逑吸收的藍(lán)光吸收帶和紅光吸收帶，反射率分別為０．０４？０．０９和０．０５￣０．１０；在５４０￣５６０逡逑ｎｍ附近出現(xiàn)“綠峰”反射峰，反射率為０．１０？０．１６；近紅外波段位于６８５－７６０邋ｎｍ光逡逑譜區(qū)形成“紅邊”反射陡坡，其光譜反射值隨波長從小于０．１０急劇升高至０．４２以上。逡逑１３逡逑

Ｉｎ？邋；逡逑Ｉ逡逑0杉木ｒ邋＾邋ｒｂｍｔｉ邋厶’￡竹柃逡逑圖２－２標(biāo)準(zhǔn)地調(diào)查樣地設(shè)置逡逑Ｆｉｇ．２－２邋Ｐｌｏｔ邋ｓｅｔｔｉｎｇ邋ａｎｄ邋ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ逡逑外業(yè)調(diào)查中，運用典型抽樣法共采集９個杉木林樣地、７個馬尾松林樣地、８個逡逑毛竹林樣地。樣地大小根據(jù)實際情況，杉木林純林樣地設(shè)置為１５ｍＸ邋１５ｍ或２０ｍＸ逡逑２０ｍ，馬尾松林樣地設(shè)置３０ｍＸ３０ｍ、毛竹林樣地設(shè)置２０ｍＸ２０ｍ。對樣地進(jìn)行每木逡逑檢尺（起測徑階為５ｃｍ），并確定樣地內(nèi)林木的冠幅、樹高及林分郁閉度等信息。采逡逑用生長錐法鉆取樹心，確定林分年齡。采用ＧＰＳ記錄樣地中心點坐標(biāo)。拍照記錄樣逡逑地內(nèi)林分狀況。逡逑２．２．２冠層光譜測定逡逑選取研宄區(qū)中的馬尾松、杉木（包括幼齡林、中齡林、成熟林３個齡組）和毛竹逡逑３個典型樹種，進(jìn)行實地光譜測量和采樣，室內(nèi)分析各樹種的光譜特征。光譜測量儀逡逑器采用ＦｉｅｌｄＳｐｅｃ邋ＨａｎｄＨｅｌｄ手持光譜儀，有效波長范圍３２５￣９２０邋ｎｍ。光譜測定選擇逡逑在晴朗無風(fēng)的正午進(jìn)行。測量時

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本文編號：2815701