基于不同地面測(cè)定方法的華西雨屏區(qū)闊葉林葉面積指數(shù)的遙感反演.pdf

1、葉面積指數(shù)(Leaf area index，LAI)作為反映森林冠層結(jié)構(gòu)的一個(gè)重要參數(shù)，與植被生物活動(dòng)中的許多生物、物理過(guò)程直接相關(guān)。闊葉林地在華西雨屏區(qū)廣泛分布，是華西雨屏區(qū)中典型的頂級(jí)演替類型，對(duì)整個(gè)華西雨屏區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性起著重要作用。對(duì)華西雨屏區(qū)闊葉林葉面積指數(shù)進(jìn)行研究，可為該地區(qū)維持森林生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定和森林可持續(xù)經(jīng)營(yíng)規(guī)劃提供科學(xué)依據(jù)。但山地闊葉林冠層結(jié)構(gòu)極為復(fù)雜，采取不同的地面實(shí)測(cè)方法對(duì)遙感估測(cè)的LAI影響較大。故以四川省雅

2、安市上里鎮(zhèn)為研究區(qū)，采用異速生長(zhǎng)方程法、半球攝影法和LAI-2000冠層分析儀三種地面測(cè)定方法獲取的研究區(qū)闊葉林的LAI，結(jié)合RVI、NDVI等七個(gè)常用植被指數(shù)，使用多元逐步回歸及偏最小二乘回歸建立闊葉林LAI估測(cè)模型，并對(duì)不同方法獲取的模型進(jìn)行了比對(duì)分析，選擇適合本區(qū)域遙感估測(cè)LAI的地面實(shí)測(cè)方法，結(jié)論如下:
　　(1)半球攝影法獲取的樣地LAIe為2.78±0.72m2/m2; LAI-2000冠層分析儀獲取的樣地LAIe為3

3、.64±1.06m2/m2;而異速生長(zhǎng)方程法獲取的樣地真實(shí)LAI為6.29±0.99m2/m2。所得葉面積指數(shù)同七個(gè)植被指數(shù)進(jìn)行Person相關(guān)性分析，RVI、NDVI、SAVI、TNDVI、SLAVI同異速生長(zhǎng)方程法、半球攝影法及LAI-2000獲取的LAI均表現(xiàn)出很好地相關(guān)性(|ρ|＞0.3)。
　　(2)使用多元線性回歸方法建立了研究區(qū)闊葉林LAI估測(cè)模型，異速生長(zhǎng)方程法所得模型Y=3.089*NDVI+0.89* SLAV

4、I+1.15*VI3+2.749(R2=0.714，RMSE=0.45，P=79％);半球攝影法所得多元回歸模型為Y=2.721*NDVI+0.577* SLAVI+0.587(R2=0.651，RMSE=0.49，P=72％);LAI-2000冠層分析儀所得多元回歸模型為Y=1.733*RVI-18.593*NDVI+6.900(R2=0.625，RMSE=0.51，P=69％)。異速生長(zhǎng)方程法所得模型在判定系數(shù)及精度上均高于半球攝影

5、法和LAI-2000所得模型。
　　(3)使用偏最小二乘回歸法建立了研究區(qū)闊葉林LAI估測(cè)模型，異速生長(zhǎng)方程法所得模型為Y=3.2372*NDVI+2.1248*SAVI+0.2449*RVI+0.2328SLAVI+0.2453*VI3-5.48（R2=0.718，RMSE=0.31，p=86％）;半球攝影法所得模型為Y=0.1608*NDVI+0.1568*SAVI+0.1106* TNDVI+0.1545*RVI(R2=0.

6、685,RMSE=0.34,p=83％);采用LAI-2000冠層分析儀獲取模型為Y=0.2863*RVI+2.125*NDVI+1.51*SAVI-0.003*DVI-1.1473(R2=0.647，RMSE=0.37,p=80％)。
　　(4)在半球攝影法與LAI-2000冠層分析儀的對(duì)比中，無(wú)論采取多元線性回歸還是偏最小二乘法回歸，使用半球法建立的回歸模型在穩(wěn)定性及精確度上均優(yōu)于LAI-2000測(cè)量數(shù)據(jù)擬合的模型。可見(jiàn)在研究

7、區(qū)，半球攝影法測(cè)定葉面積指比數(shù)LAI-2000測(cè)定更精確。
　　(5)異速生長(zhǎng)方程法獲取的真實(shí)LAI同半球法、LAI-2000冠層分析儀獲取的有效LAI相關(guān)性很高，得到的回歸方程判定系數(shù)均達(dá)到0.7以上，將其帶入LAI估計(jì)模型，獲取研究區(qū)闊葉林的真實(shí)LAI估測(cè)模型:
　　多元逐步回歸
　　半球法:Y=1.8516*NDVI+0.3926*SLAVI+3.9503
　　LAI-2000: Y=1.052*RVI-1

8、1.2878*NDVI+7.7447
　　偏最小二乘回歸
　　半球法: Y=1.7098*NDVI+1.1315*SAVI+2.3818*TNDVI+0.1261*RVI+0.2773
　　LAI-2000:Y=0.1738*RVI+1.29*NDVI+0.9167* SAVI-0.0018*DVI+2.8592
　　(6)研究結(jié)果表明，所有模型中采用偏最小二乘回歸得到的異速生長(zhǎng)方程法模型的精度最高，其穩(wěn)定性最好