本文關(guān)鍵詞：基于GLAS和MISR數(shù)據(jù)的森林冠層高度和地上生物量遙感估算研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《東北林業(yè)大學》 2015年

基于GLAS和MISR數(shù)據(jù)的森林冠層高度和地上生物量遙感估算研究

吳迪  

【摘要】：森林是陸地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分,通過光合作用和蒸散作用與大氣進行著物質(zhì)和能量的交換。它可以調(diào)節(jié)空氣中的二氧化碳含量,控制氣候變化,對碳循環(huán)平衡起著至關(guān)重要的作用。隨著全球變化與碳循環(huán)研究的持續(xù)升溫,獲取大范圍、準確、詳細的森林冠層高度和生物量信息逐漸成為全球變化和生態(tài)建設(shè)的迫切需要。森林冠層高度和生物量是碳循環(huán)研究的必要信息。常規(guī)的森林參數(shù)獲取是通過野外調(diào)查,這種方法勞動強度大,僅能獲得一些點上的數(shù)據(jù),不能夠及時獲取大范圍森林參數(shù)的空間分布信息,遙感技術(shù)彌補了傳統(tǒng)森林資源調(diào)查的不足,實現(xiàn)了大范圍時空尺度的森林參數(shù)信息提取。本研究以小興安嶺地區(qū)為研究區(qū)域,在ICESat/GLAS波形數(shù)據(jù)的處理的基礎(chǔ)上提取了大量的波形參數(shù),利用這些參數(shù)信息實現(xiàn)森林冠層高度和森林地上生物量的估算。由于ICESat/GLAS波形數(shù)據(jù)在空間分布上表現(xiàn)為離散的點不具有成像性,所以研究使用光學遙感數(shù)據(jù)對GLAS激光點森林參數(shù)信息進行空間擴展,應用隨機森林計算方法建立多角度MISR反射率數(shù)據(jù)、Landsat TM/ETM+森林擾動數(shù)據(jù)與森林參數(shù)(樹高和森林地上生物量)之間的關(guān)系模型,獲取不同空間分辨率的森林參數(shù)空間分布信息。多源遙感數(shù)據(jù)協(xié)同應用提升了森林參數(shù)信息提取的能力。主要研究結(jié)論如下：(1)對小興安嶺地區(qū)的GLAS數(shù)據(jù)進行波形計算獲取森林冠層高度值,使用中等點云密度的機載雷達數(shù)據(jù)對GLAS森林冠層高度按累積坡度組(0-5°、5-10°、10～15°)進行精度評價,研究發(fā)現(xiàn)GLAS數(shù)據(jù)能夠較為準確的描述森林冠層高度信息,對森林冠層高度的解釋精度為74.7%～87.1%。隨坡度的增大GLAS波形數(shù)據(jù)的解釋能力降低,坡度校正可以明顯提高GLAS參數(shù)準確度,但是隨著坡度增大,坡度校正的修正效果下降(5-10°提高2.4%,10-15°提高0.3%)。(2)在GLAS波形數(shù)據(jù)處理的基礎(chǔ)上提取波形參數(shù),分別使用線性逐步回歸算法和Erf-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法建立GLAS光斑生物量模型。對兩個模型性能進行比較,Erf-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型預測能力(P=0.965, RMSE=3.81 t/ha)優(yōu)于線性逐步回歸模型(P=0.86,RMSE=4.54 t/ha)利用優(yōu)選模型對研究區(qū)域內(nèi)的GLAS光斑進行生物量反演。(3)將GLAS激光點作為采樣數(shù)據(jù),利用MISR數(shù)據(jù)多角度多光譜反射率信息建立樹高和生物量模型,實現(xiàn)大空間尺度的森林冠層高度和地上生物量無縫反演。(4)在局部區(qū)域嘗試使用Landtrendr (Landsat-based detection of Trends in Disturbance and Recovery)計算方法從時間序列數(shù)據(jù)中獲取森林歷史擾動信息,聯(lián)合擾動信息和激光雷達數(shù)據(jù)進行區(qū)域尺度的森林冠層高度和生物量的高空間分辨率制圖,并定量分析擾動信息對森林參數(shù)制圖的影響。

【關(guān)鍵詞】：
【學位授予單位】：東北林業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：S771.8
【目錄】：

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