基于随机辐射传输模型的林分郁闭度反演
发布时间：2021-11-29 02:20
遥感是大范围定量估算森林郁闭度的重要手段之一,现有的遥感反演森林郁闭度的方法主要包括统计模型、物理模型和混合模型。大多数研究使用统计模型,缺乏物理解释,方法受研究区域的限制。物理模型对机理有更清晰的解释,可用于大范围的研究,然而由于复杂性较高而应用较少。随机辐射传输模型适用于水平分布非均质森林的模拟,其模拟的森林辐射传输过程可以表达不同的林分郁闭情况,但尚未发现基于随机辐射传输模型反演林分郁闭度的研究。本文分别以云南松林分、兴安落叶松-白桦混交林分为研究对象,以研究林分郁闭度与随机辐射传输模型中参数找到植被概率之间的定量关系为基础,提出了一种基于随机辐射传输模型的森林郁闭度反演方法。使用查找表算法,根据GF-1和Landsat-8卫星图像的反射率实施反演。在代价函数最小的情况下,得出找到植被概率和叶面积指数,从而根据随机比尔-朗伯定律计算林分郁闭度。并以云南松为例,对模型圆柱体树冠假设进行了修正,提出了云南松冠形等效模型。利用野外实测数据对反演精度进行了评价,并采用基于NDVI的统计反演方法进行比较。反演结果可以较准确地反映研究区域的林分郁闭情况,对于云南松纯林反演精度更高（R2=0....
【文章来源】：北京林业大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１曲靖研究区域遥感影像和样地（白色十字）??Ｆｉｇｕｒｅ?２．１?Ｒｅｍｏｔｅ?ｓｅｎｓｉｎｇ?ｉｍａｇｅｓ?ａｎｄ?ｐｌｏｔｓ?（ｗｈｉｔｅ?ｃｒｏｓｓ）?ｏｆ?Ｑｕｊｉｎｇ?ｓｔｕｄｙ?ａｒｅａ??
且混合比例无明显规律，以分析不同林种林分的郁闭度反演结果。所选样地经纬??度处于北纬５１°２＇到５１°１３＼东经１２０°５３倒１２１°４２ｆ，样地的郁闭度不超过０．７６，存在??中度／重度火烧迹地、火烧恢复林分、未发生火烧林分样地（如图２．２）。样地树高在??２．５ｍ到２０ｍ之间，叶面积指数不超过３。??１２０；?Ｏ＇Ｏ＇Ｅ?１２１°?０?０．．Ｅ?１２２ｃ?０．０．．Ｅ?１２３°?０＇０＂Ｅ??５２°?３０＇０＊＇Ｎ－?＾?－５２ｃ?３０?０＂Ｎ??５２。。Ｎ?）?－５２°?０＇０＂Ｎ??５１＇?３０，０＂Ｎ－?３?Ｊ?们Ｏ．Ｏ．．Ｎ??５１。。，??＾?３０，０＂Ｎ－?ｃｉ?｜?阁．例?－５０ｃ?３０＇ＣＮ??？样地位置??火烧迹地??ｓｏｍ?二２＝?６＝〇＿ｓ?｜□根河市界?｜?抓‘?〇．０＂Ｎ??１２１ｃ?Ｏ＇Ｃ＇Ｅ?１２２。０？０＂￡?１２３°?０’０＂Ｅ??图２．２根河研宄区域样地和火烧迹地位置??Ｆｉｇｕｒｅ?２．２?Ｐｌｏｔｓ?ａｎｄ?ｂｕｒｎｅｄ?ａｒｅａｓ?ｏｆ?Ｇｅｎｈｅ?ｓｔｕｄｙ?ａｒｅａ??２．２样地数据获取??２．２．１云南松样地数据获取??本研究一共建立郁闭水平不同的云南松临时方形样地３０个，外业调查时间为??２０１８年５月。由于研宄区林木分布不规则，样地布设过大可能会导致郁闭度实测值??方差减小，提高反演难度；样地布设过小会难以反映林冠特征，且增加定位难度。因??１２??
场的辖射传输方程。??为模拟林分内特定水平面特定方向平均辐射度，ＳＲＴ模型引入找到植被概率＾＾）??和对相关函数来模拟林分的空间结构及辐射传输过程。如图３．１所示，在三??维空间中，表示在水平面纟找到植被的概率，表示光子沿方向穿过＾??和ｚ两个水平面时同时找到植被的概率。由于目前版本模型将树冠假想为圆柱体，则??对于不同水平面，的取值为常数，因此本文在应用参数找到植被概率时，将其简??写为Ａ??Ｓ１?！｜－－－＾（?－ｒｎ?／??＂―??Ｚ?！概率??图３．１?ＳＲＴ模型参数ｐ和ｇ示意图??Ｆｉｇｕｒｅ?３．１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ?ｐ?ａｎｄ?ｑ?ｉｎ?ｔｈｅ?ＳＲＴ?ｍｏｄｅｌ??１９??
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同火烧木管理方式火烧迹地林下物种多样性及地上生物量研究——以寒温带兴安落叶松林为例[J]. 王梓璇,周梅,赵鹏武,王鼎,杨磊,丁兆华. 林业资源管理. 2018(04)
[2]基于3PGS-MTCLIM模型模拟根河林区火后植被净初级生产力恢复及其影响因子[J]. 林思美,黄华国. 应用生态学报. 2018(11)
[3]基于遥感数据云平台与机器学习的森林郁闭度自动估算方法研究[J]. 朱磊,周淑芳. 林业建设. 2018(04)
[4]基于不同立地质量的香格里拉高山松林郁闭度遥感反演[J]. 岳振兴,岳彩荣,李昔纯. 林业调查规划. 2018(02)
[5]基于像元二分模型的森林郁闭度遥感估算[J]. 刘丹丹,田静,高延平,梅晓丹,朱继文. 测绘与空间地理信息. 2018(02)
[6]曲靖市国营海寨林场现状及对生态公益型林场的运营和管理探索[J]. 王斌. 绿色科技. 2017(19)
[7]高分遥感卫星影像的预处理技术[J]. 王晨巍,王晓君. 电子技术与软件工程. 2016(24)
[8]植被遥感辐射传输建模中的异质性研究进展[J]. 柳钦火,曹彪,曾也鲁,李静,杜永明,闻建光,范渭亮,赵静,杨乐. 遥感学报. 2016(05)
[9]不同病虫害危害程度下云南松针叶光谱模拟及其生化参数敏感性分析[J]. 林起楠,黄华国,陈玲,俞琳锋,黄侃. 光谱学与光谱分析. 2016(08)
[10]云南松纵坑切梢小蠹防治工作思考[J]. 陈朴仙. 现代园艺. 2015(22)
博士论文
[1]大兴安岭火烧迹地落叶松人工林生态效应研究[D]. 王丽红.东北林业大学 2016
[2]遥感提取植被生化组分信息方法与模型研究[D]. 颜春燕.中国科学院研究生院（遥感应用研究所） 2003
硕士论文
[1]基于雷达数据的天山云杉林郁闭度信息提取[D]. 姚国慧.新疆农业大学 2016
[2]基于3种不同数据源的川西南常绿阔叶林郁闭度估算模型研究[D]. 柏艺.四川农业大学 2016
[3]基于SAR影像反演山区森林郁闭度的方法研究[D]. 宁凯.西南交通大学 2014
[4]江西省吉安市森林郁闭度动态遥感监测[D]. 陈崇.南京大学 2011
[5]毛竹林参数遥感定量反演与软件实现[D]. 范渭亮.浙江农林大学 2010
本文编号：3525641
【文章来源】：北京林业大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１曲靖研究区域遥感影像和样地（白色十字）??Ｆｉｇｕｒｅ?２．１?Ｒｅｍｏｔｅ?ｓｅｎｓｉｎｇ?ｉｍａｇｅｓ?ａｎｄ?ｐｌｏｔｓ?（ｗｈｉｔｅ?ｃｒｏｓｓ）?ｏｆ?Ｑｕｊｉｎｇ?ｓｔｕｄｙ?ａｒｅａ??
且混合比例无明显规律，以分析不同林种林分的郁闭度反演结果。所选样地经纬??度处于北纬５１°２＇到５１°１３＼东经１２０°５３倒１２１°４２ｆ，样地的郁闭度不超过０．７６，存在??中度／重度火烧迹地、火烧恢复林分、未发生火烧林分样地（如图２．２）。样地树高在??２．５ｍ到２０ｍ之间，叶面积指数不超过３。??１２０；?Ｏ＇Ｏ＇Ｅ?１２１°?０?０．．Ｅ?１２２ｃ?０．０．．Ｅ?１２３°?０＇０＂Ｅ??５２°?３０＇０＊＇Ｎ－?＾?－５２ｃ?３０?０＂Ｎ??５２。。Ｎ?）?－５２°?０＇０＂Ｎ??５１＇?３０，０＂Ｎ－?３?Ｊ?们Ｏ．Ｏ．．Ｎ??５１。。，??＾?３０，０＂Ｎ－?ｃｉ?｜?阁．例?－５０ｃ?３０＇ＣＮ??？样地位置??火烧迹地??ｓｏｍ?二２＝?６＝〇＿ｓ?｜□根河市界?｜?抓‘?〇．０＂Ｎ??１２１ｃ?Ｏ＇Ｃ＇Ｅ?１２２。０？０＂￡?１２３°?０’０＂Ｅ??图２．２根河研宄区域样地和火烧迹地位置??Ｆｉｇｕｒｅ?２．２?Ｐｌｏｔｓ?ａｎｄ?ｂｕｒｎｅｄ?ａｒｅａｓ?ｏｆ?Ｇｅｎｈｅ?ｓｔｕｄｙ?ａｒｅａ??２．２样地数据获取??２．２．１云南松样地数据获取??本研究一共建立郁闭水平不同的云南松临时方形样地３０个，外业调查时间为??２０１８年５月。由于研宄区林木分布不规则，样地布设过大可能会导致郁闭度实测值??方差减小，提高反演难度；样地布设过小会难以反映林冠特征，且增加定位难度。因??１２??
场的辖射传输方程。??为模拟林分内特定水平面特定方向平均辐射度，ＳＲＴ模型引入找到植被概率＾＾）??和对相关函数来模拟林分的空间结构及辐射传输过程。如图３．１所示，在三??维空间中，表示在水平面纟找到植被的概率，表示光子沿方向穿过＾??和ｚ两个水平面时同时找到植被的概率。由于目前版本模型将树冠假想为圆柱体，则??对于不同水平面，的取值为常数，因此本文在应用参数找到植被概率时，将其简??写为Ａ??Ｓ１?！｜－－－＾（?－ｒｎ?／??＂―??Ｚ?！概率??图３．１?ＳＲＴ模型参数ｐ和ｇ示意图??Ｆｉｇｕｒｅ?３．１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ?ｐ?ａｎｄ?ｑ?ｉｎ?ｔｈｅ?ＳＲＴ?ｍｏｄｅｌ??１９??
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同火烧木管理方式火烧迹地林下物种多样性及地上生物量研究——以寒温带兴安落叶松林为例[J]. 王梓璇,周梅,赵鹏武,王鼎,杨磊,丁兆华. 林业资源管理. 2018(04)
[2]基于3PGS-MTCLIM模型模拟根河林区火后植被净初级生产力恢复及其影响因子[J]. 林思美,黄华国. 应用生态学报. 2018(11)
[3]基于遥感数据云平台与机器学习的森林郁闭度自动估算方法研究[J]. 朱磊,周淑芳. 林业建设. 2018(04)
[4]基于不同立地质量的香格里拉高山松林郁闭度遥感反演[J]. 岳振兴,岳彩荣,李昔纯. 林业调查规划. 2018(02)
[5]基于像元二分模型的森林郁闭度遥感估算[J]. 刘丹丹,田静,高延平,梅晓丹,朱继文. 测绘与空间地理信息. 2018(02)
[6]曲靖市国营海寨林场现状及对生态公益型林场的运营和管理探索[J]. 王斌. 绿色科技. 2017(19)
[7]高分遥感卫星影像的预处理技术[J]. 王晨巍,王晓君. 电子技术与软件工程. 2016(24)
[8]植被遥感辐射传输建模中的异质性研究进展[J]. 柳钦火,曹彪,曾也鲁,李静,杜永明,闻建光,范渭亮,赵静,杨乐. 遥感学报. 2016(05)
[9]不同病虫害危害程度下云南松针叶光谱模拟及其生化参数敏感性分析[J]. 林起楠,黄华国,陈玲,俞琳锋,黄侃. 光谱学与光谱分析. 2016(08)
[10]云南松纵坑切梢小蠹防治工作思考[J]. 陈朴仙. 现代园艺. 2015(22)
博士论文
[1]大兴安岭火烧迹地落叶松人工林生态效应研究[D]. 王丽红.东北林业大学 2016
[2]遥感提取植被生化组分信息方法与模型研究[D]. 颜春燕.中国科学院研究生院（遥感应用研究所） 2003
硕士论文
[1]基于雷达数据的天山云杉林郁闭度信息提取[D]. 姚国慧.新疆农业大学 2016
[2]基于3种不同数据源的川西南常绿阔叶林郁闭度估算模型研究[D]. 柏艺.四川农业大学 2016
[3]基于SAR影像反演山区森林郁闭度的方法研究[D]. 宁凯.西南交通大学 2014
[4]江西省吉安市森林郁闭度动态遥感监测[D]. 陈崇.南京大学 2011
[5]毛竹林参数遥感定量反演与软件实现[D]. 范渭亮.浙江农林大学 2010
本文编号：3525641
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