几种林场总体森林蓄积量密度均值估计方法的比较评价
2023-02-15分类号:S757.2
【部门】中国林业科学研究院资源信息研究所国家林业和草原局林业遥感与信息技术重点实验室
【摘要】【目的】以林场或县森林资源总体为调查对象,及时、准确地调查监测总体平均每公顷蓄积量,对上级(如市、省)部门开展森林资源宏观管理、生态保护价值评价、森林碳储量计量、领导干部任期绩效考核等工作都有重要支撑作用。将卫星、无人机等多源遥感数据作为辅助数据,采用较少抽样调查样地数据,实现总体参数有效估测的新方法,已成为国内外重要的研究方向,但目前,国内尚无多种现有估计方法的比较评价研究。为了促进新一代遥感技术在森林资源调查业务中的应用,提高我国森林资源天空地一体化调查监测技术水平,亟需对现有林场或县总体参数估测方法进行比较评价研究。【方法】以内蒙古旺业甸实验林场主要人工林树种为总体,基于2019年在林场获取的无人机激光雷达(LiDAR)抽样数据、Sentinel-2A多光谱数据(全覆盖)和少量样地数据,针对样地(p)、样地-卫星(ps)、样地-抽样无人机LiDAR(pl)以及样地-抽样无人机LiDAR-卫星(pls)4种模式,利用适合这4种模式的概率抽样法(DB)、模型辅助法(MA)、模型法(MD)和混合法(HY)4类共5种估测方法(DB_p、MD_(ps)、MA_(ps)、HY_(pl)以及MD_(pls))对总体森林蓄积量密度均值(MSVD)进行估计与对比分析。【结果】(1)DB_p、MD_(ps)、MA_(ps)、HY_(pl)、MD_(pls) 5种方法估测的MSVD分别为212.54、202.09、202.38、210.07以及208.96 m~3/hm~2,精度分别为90.44%、91.54%、91.69%、96.35%和96.45%,方差依次减小。(2)其他4种方法相对于MD_(pls)方法的估计效率(RE)均大于1 (RE_(DBp,MDpls)=5.39,RE_(MDps,MDpls)=3.82,RE_(MAps,MDpls)=3.69,RE_(HYpl,MDpls)=1.07);HY_(pl)相对于MD_(pls)的RE略大于1,但几倍于其他3种方法(RE_(DBp,HYpl)=5.02,RE_(MAps,HYpl)=3.43,RE_(MDps,HYpl)=3.56)。(3)包含LiDAR数据的HY_(pl)与MD_(pls)方法相对于包含Sentinel-2A数据的MD_(ps)与MA_(ps)方法均为正效率(RE_(MAps,HYpl)=3.43,RE_(MDps,HYpl)=3.56,RE_(MDps,MDpls)=3.82,RE_(MAps,MDpls)=3.69);MD_(ps)与MA_(ps)方法之间的RE接近1,但MA_(ps)的效率微高于MD_(ps)(RE_(MDps,MAps)=1.04)。【结论】和只利用样地数据的估计方法相比,将遥感数据作为辅助变量建立估测模型,无论是采用对蓄积量不够敏感的林场全覆盖Sentinel-2A多光谱遥感数据,还是采用对蓄积量很敏感的抽样式获取的LiDAR数据,都可有效提高林场总体MSVD的估测精度。涉及遥感数据应用的4种方法,估计精度最高的为MD_(pls),其次为HY_(pl),这2种方法都包含了LiDAR遥感抽样观测数据的应用,都是适应于林场总体MSVD估计的年度监测方法。可实现天空地3种观测数据协同应用的MD_(pls)估测精度和相对效率最高,可作为林场森林蓄积量年度监测的首选方法。
【关键词】森林资源调查 林场/县 多源数据 总体蓄积量密度均值
【基金】国家重点研发计划(2021YFE0117700);; 高分共性产品真实性检验关键技术研究与标准规范编制(21-Y20B01-9001-19/22)
【所属期刊栏目】北京林业大学学报
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