基于SAR影像反演山區(qū)森林郁閉度的方法研究.pdf

1、遙感技術(shù)的發(fā)展及光學(xué)、熱紅外和微波等大量不同衛(wèi)星傳感器對(duì)地觀測(cè)的應(yīng)用，為森林郁閉度尤其是大區(qū)域尺度上的估測(cè)提供了經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)便、快捷的新途徑。目前光學(xué)遙感影像應(yīng)用于森林郁閉度的估測(cè)方面，已形成了多種統(tǒng)計(jì)模型和物理模型，但目前常用的森林郁閉度估算大多是利用植被的可見光光譜信息。隨著近年來合成孔徑雷達(dá)(SAR)技術(shù)的迅速發(fā)展，由于它是一種不受氣候影響的主動(dòng)微波遙感方式，具有穿透云、雨、霧全天時(shí)對(duì)地觀測(cè)的特征，因此利用不同極化特征的SAR影像進(jìn)行

2、森林參數(shù)的定量反演具有重要的應(yīng)用前景。
　　本文使用ENVISAT ASAR數(shù)據(jù)和Google高分影像對(duì)山區(qū)森林郁閉度的估測(cè)開展了深入研究，主要研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面:
　　(1)開展了龍門山茂縣地區(qū)Envisat ASAR衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)的預(yù)處理，針對(duì)研究區(qū)域地處西南山區(qū)高地形起伏的實(shí)際情況，對(duì)影像進(jìn)行掩膜處理，結(jié)合Google高分辨率光學(xué)影像，對(duì)SAR影像非疊掩和非陰影區(qū)域?qū)崿F(xiàn)了森林郁閉度樣本的提取。
　　(2)將由

3、Google高分辨率光學(xué)影像提取的森林郁閉度樣本作為觀測(cè)值與SAR影像的后向散射系數(shù)構(gòu)建關(guān)系方程，考慮到研究區(qū)為地形起伏變化較大的山區(qū)，地形因素及雷達(dá)入射角對(duì)地物的后向散射特征可能會(huì)造成影響，采用逐步回歸分析方法，把地形因素和后向散射系數(shù)一同作為自變量因子與郁閉度構(gòu)建統(tǒng)計(jì)模型，利用交叉驗(yàn)證法進(jìn)行精度評(píng)價(jià)，從而得到估測(cè)精度最好的統(tǒng)計(jì)模型。
　　(3)利用C＃語言開發(fā)實(shí)現(xiàn)了基于KARAM模型模擬森林冠層直接散射值和基于影像后向散射系數(shù)

4、反演森林郁閉度的功能模塊，應(yīng)用該模塊實(shí)現(xiàn)了森林郁閉度樣本冠層直接散射系數(shù)的模擬，以及基于影像實(shí)際散射值的郁閉度反演，并分別與樣本郁閉度間的關(guān)系進(jìn)行了分析。
　　通過研究，本文得到如下主要結(jié)論:
　　(1)在郁閉度大于0.4時(shí)，多個(gè)雷達(dá)極化特征都與郁閉度之間存在較好的線性或非線性關(guān)系，其中HH極化和HV/HH極化比與郁閉度間的相關(guān)性要好于HV極化。
　　(2)地形因素和雷達(dá)入射角對(duì)HH極化與郁閉度間的關(guān)系沒有顯著影響，而

5、雷達(dá)入射角對(duì)于HV極化和HV/HH極化比與郁閉度間的關(guān)系產(chǎn)生了一定程度的影響。文中以HH極化和HV/HH極化比為自變量參數(shù)，分別與郁閉度建立線性和指數(shù)回歸方程，并利用留一法交叉驗(yàn)證法對(duì)所建立的模型進(jìn)行精度評(píng)價(jià)，結(jié)果表明，HH極化指數(shù)回歸方程的模型精度最高(R=0.79627，RMSEP=0.03602)。而當(dāng)郁閉度小于0.4時(shí)，影像后向散射系數(shù)與郁閉度的相關(guān)性很差。
　　(3)基于KARAM散射模型模擬系統(tǒng)計(jì)算得到的森林冠層直接后