基于立體SAR與干涉SAR數(shù)據(jù)的森林地上生物量反演研究.pdf

1、森林作為陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體，在維護(hù)全球生態(tài)系統(tǒng)的平衡上起著重要的作用。森林地上生物量（Aboveground Biomass，AGB）可以表征森林的固碳能力，是陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)研究中的關(guān)鍵參數(shù)，利用遙感技術(shù)估算森林地上生物量對(duì)研究陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)具有重要的現(xiàn)實(shí)價(jià)值。高分辨率S AR數(shù)據(jù)源的不斷豐富為基于SAR數(shù)據(jù)的森林地上生物量估測(cè)提供了有力的數(shù)據(jù)支撐。具有較短波長(zhǎng)的X波段 S AR數(shù)據(jù)在林區(qū)的穿透能力較弱，利用樹木生長(zhǎng)季的S AR

2、數(shù)據(jù)，可以提取包含樹木冠層信息的數(shù)字表面模型（Digital Surface Model, DSM），結(jié)合林下地形數(shù)據(jù)可以用于森林地上生物量的反演。本文采用 TerraSAR-X/TanDEM-X衛(wèi)星數(shù)據(jù)，通過立體 SAR和干涉 SAR兩種技術(shù)，對(duì)林區(qū)的DSM提取以及森林地上生物量反演進(jìn)行了研究與分析，主要的研究成果如下：
　　(1)基于立體SAR技術(shù)提取研究區(qū)的DSM，使用通用商業(yè)軟件ERDAS，就立體S AR處理過程中的關(guān)鍵匹

3、配參數(shù)（金字塔層數(shù)、匹配窗口和搜索范圍）對(duì)DSM精度的影響進(jìn)行了探討，結(jié)果表明，采用5層金字塔進(jìn)行匹配得到結(jié)果較優(yōu)；林區(qū)紋理信息欠豐富，較大窗口有利于保證充足的特征信息用于匹配，本文設(shè)置為25×25像元大?。凰阉鞣秶鷳?yīng)大于像對(duì)間最大視差偏移量。DSM總體精度雖然經(jīng)過參數(shù)的優(yōu)化設(shè)置得到了提高，但提取的DSM誤差范圍偏大，基于ERDAS提取的DSM的總體精度無法滿足提取林區(qū)冠層高度的要求。
　　(2)基于干涉SAR技術(shù)提取研究區(qū)的DS

4、M，DSM能夠較好反映森林冠層高度，與林下地形數(shù)據(jù)結(jié)合提取研究區(qū)的冠層高度模型（Canopy Height Model, CHM），進(jìn)而對(duì)森林地上生物量進(jìn)行估測(cè)。結(jié)果表明，實(shí)測(cè)地上生物量與估測(cè)地上生物量差值的最小值為-0.19 t/ha，最大值為25.58 t/ha，平均值為-2.85 t/ha，均方根誤差RMSE為12.3 t/ha，森林地上生物量估測(cè)值和樣地實(shí)測(cè)值之間具有較好的相關(guān)性。
　　(3)利用落葉季的立體SAR像對(duì)提取

5、研究區(qū)的高分辨率DEM作為林下地形，與干涉SAR技術(shù)提取的DSM結(jié)合提取CHM，進(jìn)而估測(cè)森林地上生物量。結(jié)果表明，實(shí)測(cè)地上生物量與估測(cè)地上生物量差值的最小值為-0.71 t/ha，最大值為35.26 t/ha，平均值為0.51 t/ha，均方根誤差RMSE為16.02 t/ha。
　　根據(jù)本文研究工作得出結(jié)論，基于干涉SAR技術(shù)提取的DSM可以較準(zhǔn)確地反映森林冠層高度信息（CHM），利用 CHM能夠成功反演森林地上生物量。目前基于