基于SAR影像反演山區(qū)森林郁閉度的方法研究.pdf

1、遙感技術的發(fā)展及光學、熱紅外和微波等大量不同衛(wèi)星傳感器對地觀測的應用，為森林郁閉度尤其是大區(qū)域尺度上的估測提供了經(jīng)濟、簡便、快捷的新途徑。目前光學遙感影像應用于森林郁閉度的估測方面，已形成了多種統(tǒng)計模型和物理模型，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(SAR)技術的迅速發(fā)展，由于它是一種不受氣候影響的主動微波遙感方式，具有穿透云、雨、霧全天時對地觀測的特征，因此利用不同極化特征的SAR影像進行

2、森林參數(shù)的定量反演具有重要的應用前景。
　　本文使用ENVISAT ASAR數(shù)據(jù)和Google高分影像對山區(qū)森林郁閉度的估測開展了深入研究，主要研究內容包括以下幾個方面:
　　(1)開展了龍門山茂縣地區(qū)Envisat ASAR衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)的預處理，針對研究區(qū)域地處西南山區(qū)高地形起伏的實際情況，對影像進行掩膜處理，結合Google高分辨率光學影像，對SAR影像非疊掩和非陰影區(qū)域實現(xiàn)了森林郁閉度樣本的提取。
　　(2)將由

3、Google高分辨率光學影像提取的森林郁閉度樣本作為觀測值與SAR影像的后向散射系數(shù)構建關系方程，考慮到研究區(qū)為地形起伏變化較大的山區(qū)，地形因素及雷達入射角對地物的后向散射特征可能會造成影響，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建統(tǒng)計模型，利用交叉驗證法進行精度評價，從而得到估測精度最好的統(tǒng)計模型。
　　(3)利用C＃語言開發(fā)實現(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，應用該模塊實現(xiàn)了森林郁閉度樣本冠層直接散射系數(shù)的模擬，以及基于影像實際散射值的郁閉度反演，并分別與樣本郁閉度間的關系進行了分析。
　　通過研究，本文得到如下主要結論:
　　(1)在郁閉度大于0.4時，多個雷達極化特征都與郁閉度之間存在較好的線性或非線性關系，其中HH極化和HV/HH極化比與郁閉度間的相關性要好于HV極化。
　　(2)地形因素和雷達入射角對HH極化與郁閉度間的關系沒有顯著影響，而

5、雷達入射角對于HV極化和HV/HH極化比與郁閉度間的關系產(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證法對所建立的模型進行精度評價，結果表明，HH極化指數(shù)回歸方程的模型精度最高(R=0.79627，RMSEP=0.03602)。而當郁閉度小于0.4時，影像后向散射系數(shù)與郁閉度的相關性很差。
　　(3)基于KARAM散射模型模擬系統(tǒng)計算得到的森林冠層直接后