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基于高分二号的旺业甸林场蓄积量估测模型研究

2020-01-20分类号:S758.51

【作者】刘兆华  林辉  龙江平  李新宇  
【部门】中南林业科技大学林业遥感的数据与生态安全湖南省重点实验室  中南林业科技大学林学院  
【摘要】【目的】为了探究国产高分二号(GF-2)影像在林分蓄积量估测中的潜力,并找到最佳的蓄积量估测模型。【方法】本次实验以内蒙古旺业甸林场为研究区,以高分二号卫星影像为信息源,结合2017年10月份调查的75块样地以及同时期的GF-2影像数据,提取波段特征、植被指数和纹理特征等43个遥感因子作为候选变量,利用Pearson相关系数选择出与蓄积量显著相关的6个变量,采用多元线性回归模型(MLR)、BP-神经网络模型(BP-ANN)、随机森林模型(RF)、支持向量机模型(SVM)和K邻近模型(KNN)进行蓄积量的估测。以决定系数(R~2)、均方根误差(RMSE)、相对均方根误差(RRMSE%)作为5种模型的评价指标,选择出旺业甸林场的最佳蓄积量估测模型,并绘制了研究区的森林蓄积量分布图。【结果】4种机器学习模型的结果明显优于传统的线性模型,其中随机森林(RF)模型和K邻近模型(KNN)均得到了较高的精度,其中RF模型的R~2为0.66,均方根误差为55.2 m~3/hm~2,相对均方根误差为28.1%,KNN模型的R~2为0.64,均方根误差为57.6 m~3/hm~2相对均方根误差为29.3%。【结论】在利用高分二号数据进行旺业甸林场蓄积量估测时,RF和KNN模型在估测针叶林蓄积量时相比于其他模型可以取得更好的结果。
【关键词】森林蓄积量  机器学习  植被指数  纹理特征  高分二号
【基金】国家“十三五”重点研发计划项目“人工林资源监测关键技术研究”(2017YFD0600900);; 湖南省科技厅“林业遥感大数据与生态安全”(2016TP1014);; 湖南省教育厅重点项目(17A225)
【所属期刊栏目】中南林业科技大学学报
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