基于多源遙感數(shù)據(jù)的森林蓄積量估測方法研究.pdf

1、森林是最大的有機碳的貯庫，是控制陸地生物圈能量傳輸?shù)囊粋€重要組成部分，約占地球陸地面積的1/3，森林生物量約占整個陸地生態(tài)系統(tǒng)生物量的90％。森林生物量不僅是森林固碳能力的重要標(biāo)志，也是評估森林碳收支的重要參數(shù)，它對全球碳循環(huán)起著重要作用(森林與碳循環(huán))。遙感可根據(jù)不同物體對波譜產(chǎn)生不同響應(yīng)的原理，識別地面上各類地物，至今已成為森林經(jīng)營和管理的一種主要觀測和分析手段。被動光學(xué)遙感與主動微波遙感在森林各種參數(shù)反演中有很大作用。光學(xué)遙感中的

2、可見光近紅外波段被用于陸地植被的研究通常是通過獲取地物反射的光譜信息，利用這些光譜信息可以很好地對森林進行不同類別的分類和提取植被的各種生物物理參數(shù)（如 LAI、覆蓋度等）和生物化學(xué)參數(shù)（如葉綠素a，N/P含量，APAR等）；主動微波遙感在森林各種參數(shù)和生物量反演中有很大作用。與光學(xué)遙感相比，主動微波遙感對云霧雨雪具有穿透能力，幾乎不受大氣影響，具有全天時全天候的觀測能力，對植被冠層具有一定的穿透性，波長較長的微波不僅和樹冠樹葉發(fā)生作用

3、，而且主要和樹枝樹干發(fā)生作用，所獲取的是植被表面散射和體散射信息，從理論上說，更適用于森林生物量反演研究。
　　本研究以不同時期光學(xué)數(shù)據(jù)和合成孔徑雷達數(shù)據(jù)為主要數(shù)據(jù)源，選取吉林汪清林業(yè)局為試驗區(qū)，系統(tǒng)探討了不同方法反演森林蓄積量的結(jié)果。本研究擬按優(yōu)勢樹種或優(yōu)勢樹種組，分林場給出蓄積量的估計。由于有些優(yōu)勢樹種沒有固定樣地，或固定樣地數(shù)太少，或在樹種類型分布圖上沒有出現(xiàn)，不能按照所有樹種類型進行估測，需要將樹種類型分成幾組進行估測，每

4、一組可看成一層，是一種分層估計。將樹種類型歸并為8個樹種組，即8個層。研究主要內(nèi)容包括：
　　1．基于LANDSAT ETM+和SPOT-5兩期光學(xué)影像，利用影像各波段光譜反射率與一種植被指數(shù)建立多元回歸模型相關(guān)系數(shù)比單一利用每一波段反射率模型的相關(guān)系數(shù)增高，其中兩期光學(xué)數(shù)據(jù)相比，由于2000年的LANDSAT ETM+影像獲取日期與樣地數(shù)據(jù)觀測時期同步性較差，因此其樣地蓄積量估測結(jié)果誤差比2007年的SPOT-5影像大。

5、　　2.基于PALSAR影像對各樹種組建立對數(shù)模型來估測森林蓄積量，并且比較交叉極化（HV）散射系數(shù)和同極化（HH）散射系數(shù)與森林蓄積量的相關(guān)性，前者比后者高，因此選擇HV極化散射系數(shù)與森林蓄積量建立對數(shù)模型進行估測。
　　3.基于LANDSAT ETM+和SPOT-5兩期光學(xué)影像，利用非參數(shù)統(tǒng)計的k-NN方法可以在像元尺度上得到各樹種組單位面積蓄積量平均值的估計。結(jié)果表明除水曲柳，楊樹樹種組外，其余各樹種組單位面積蓄積量估測平均

6、誤差都在10m3/ha以內(nèi)。與回歸模型分析法比較，k-NN方法所估測結(jié)果的均方根誤差較低。基于PALSAR影像，利用k-NN方法進行各樹種組單位面積蓄積量平均值的估計。結(jié)果表明除水曲柳，楊樹樹種組外，其余各樹種組單位面積蓄積量估測平均誤差都在10m3/ha以內(nèi)。
　　4.在林場尺度上，基于兩期PALSAR數(shù)據(jù)比較了地形輻射校正前后的估測結(jié)果，研究表明，經(jīng)過地形輻射校正的影像，除西南岔、大荒溝兩個遙感影像覆蓋范圍較小的林場外，其余林