基于pleiades影像的川西南山地常綠闊葉林林分胸徑、樹高和冠幅的估測(cè)研究.pdf

1、林分結(jié)構(gòu)參數(shù)是衡量森林生長和收獲的一個(gè)非常重要的參數(shù)，也是森林調(diào)查、經(jīng)營和管理的重要因子，能夠很直觀的反映出森林環(huán)境和林木生長狀況，掌握林分結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)于及時(shí)分析森林資源狀況和生態(tài)環(huán)境變化有重要的意義。常綠闊葉林在川西南山地廣泛分布，在整個(gè)長江上游的生態(tài)平衡中起著非常重要的作用。目前，基于遙感影像針對(duì)該區(qū)域林分結(jié)構(gòu)參數(shù)估測(cè)的研究還不多見，因此通過高分辨率遙感影像估測(cè)該區(qū)域常綠闊葉林林分胸徑、樹高和冠幅對(duì)于川西南山地常綠闊葉林生態(tài)學(xué)過程研究

2、具有重要的意義。
　　本文以雅安市雨城區(qū)上里鎮(zhèn)為研究區(qū)，結(jié)合地面調(diào)查數(shù)據(jù)，對(duì)Pleiades遙感影像進(jìn)行幾何校正、大氣校正、監(jiān)督分類等，同時(shí)提取并設(shè)置遙感因子和地理因子，通過投影重要性值VIP對(duì)自變量進(jìn)行篩選，采用偏最小二乘回歸法分別建立了該地區(qū)常綠闊葉林胸徑、樹高和冠幅的估測(cè)模型，并以此為基礎(chǔ)得到了研究區(qū)常綠闊葉林胸徑、樹高和冠幅的分布圖。最后通過估測(cè)模型得出的估測(cè)值和野外實(shí)測(cè)值分別建立了研究區(qū)胸徑-樹高模型;胸徑-冠幅和胸徑-

3、樹高，冠幅模型，利用地面實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)所建模型進(jìn)行精度評(píng)價(jià)。主要結(jié)論如下:
　　(1)利用ENVI5.0軟件對(duì)Pleiades影像進(jìn)行幾何校正、大氣校正和圖像裁剪等預(yù)處理，用“監(jiān)督分類法”對(duì)影像進(jìn)行分類，結(jié)合地面檢查點(diǎn)對(duì)分類結(jié)果進(jìn)行精度檢驗(yàn)，影像分類總體精度為83.2％，達(dá)到了遙感影像分類精度要求。結(jié)合研究區(qū)的DEM和Pleiades影像高分辨率的特點(diǎn)，分別提取了研究區(qū)陰影豐度、單波段灰度值、植被指數(shù)、地形因子等提取等共23個(gè)自變量因

4、子。
　　(2)23個(gè)自變量因子中，陰影豐度(SF)、差值環(huán)境植被指數(shù)(DVI)和郁閉度(YBD)均與林分胸徑、樹高和冠幅有較好的相關(guān)性，并且在建模中的投影重要值VIP都比較大，說明陰影豐度(SF)、差值環(huán)境植被指數(shù)(DVI)和郁閉度(YBD)可以作為遙感估測(cè)林分胸徑、樹高和冠幅的重要因子;紋理信息因子中也有部分因子與林分胸徑、樹高和冠幅有一定的相關(guān)性，但相關(guān)性系數(shù)不高;而單波段、波段比值、差值環(huán)境植被指數(shù)、歸一化植被指數(shù)以及地形

5、因子與林分胸徑、樹高和冠幅的相關(guān)性不顯著，僅有個(gè)別因子與林分胸徑、樹高和冠幅的相關(guān)性顯著（比如B2與胸徑、B1/B2與胸徑、海拔與樹高、NDVI1與冠幅等）。
　　(3)通過投影重要性值VIP進(jìn)行變量篩選，選取出8個(gè)自變量利用偏最小二乘回歸法建立了研究區(qū)胸徑的遙感估測(cè)模型，用檢驗(yàn)樣本對(duì)估測(cè)模型進(jìn)行精度檢驗(yàn)，其總體精度為83.4％，模型中陰影豐度(SF)的VIP值最大。標(biāo)準(zhǔn)系數(shù)逆轉(zhuǎn)換后胸徑的最終模型表達(dá)式為:D=-12.0022×S

6、F-0.171831×YBD-0.002472×DVI+0.00415×ELEVATION-2.61318×(B1/B2)+2.62776×ENT-5.81345×ASM+3.50494×IDM+31.7432
　　(4)通過投影重要性值VIP進(jìn)行變量篩選，選取出8個(gè)自變量利用偏最小二乘回歸法建立了研究區(qū)樹高的遙感估測(cè)模型，用檢驗(yàn)樣本對(duì)估測(cè)模型進(jìn)行精度檢驗(yàn)，其總體精度為84.7％，模型中陰影豐度(SF)的VIP值最大。標(biāo)準(zhǔn)系數(shù)逆轉(zhuǎn)

7、換后樹高的最終模型表達(dá)式為:H=-3.49087×SF-0.048134×YBD-0.0007111×DVI+0.571895×CON+0.790206×ENT+0.000711×ELEVATION-1.185916×ASM+1.10686×IDM+14.32545
　　(5)通過投影重要性值VIP進(jìn)行變量篩選，選取出9個(gè)自變量利用偏最小二乘回歸法建立了研究區(qū)冠幅的遙感估測(cè)模型，用檢驗(yàn)樣本對(duì)估測(cè)模型進(jìn)行精度檢驗(yàn)，其總體精度為81.

8、5％，模型中郁閉度(YBD)的VIP值最大。標(biāo)準(zhǔn)系數(shù)逆轉(zhuǎn)換后冠幅的最終模型表達(dá)式為:C=7.28018×NDVI1-0.002901×DVI-0.9.95044×SF-6.44699×ASM+2.44982×CON+2.95966×ENT+5.34899×IDM-0.241695×YBD-0.003809×ASPECT+43.7494
　　(6)利用研究區(qū)樣地實(shí)測(cè)胸徑和樹高和冠幅的模型估測(cè)數(shù)據(jù)分別建立研究區(qū)的胸徑-樹高(D-H)模

9、型、胸徑-冠幅(D-C)模型和胸徑-樹高、冠幅(D-H-C)模型，其模型表達(dá)式分別如下所示:
　　D-H模型:D=2.9216×H-16.147;
　　D-C模型:D=0.7556×C-5.2241;
　　D-H-C模型:D=1.4971×H+0.3872×C-11.2562;
　　三個(gè)模型總體精度分別為82.4％，85.5％和88.5％，表明這三個(gè)模型的擬合效果都還比較理想，在實(shí)際生產(chǎn)中有一定的可實(shí)施性，D-H