基于GEE的香格里拉草地分类及其生物量遥感估算
2024-06-25分类号:TP79;S812
【部门】中国林业科学研究院高原林业研究所 南京林业大学林学院 国家林业和草原局香格里拉草地生态系统国家定位观测研究站
【摘要】草地类型划分及其生物量估测对于草地管理与保护具有重要意义。香格里拉草地资源丰富,类型多样,属同纬度高海拔草地的典型代表。为了提升高原复杂地形下草地资源信息的质量,以香格里拉市为研究区,基于谷歌地球引擎(Google Earth Engine,GEE)云平台和Sentinel-2遥感影像,结合光谱、植被指数、纹理和地形特征构建了33个原始特征,并使用递归特征消除(Recursive Feature Elimination,RFE)和特征重要性得分进行特征优化,采用随机森林(Random Forest,RF)、支持向量机(Support Vector Machine,SVM)、分类回归树(Classification And Regression Trees,CART)和梯度提升决策树(Gradient Boosting Decision Tree,GBDT)4种算法对研究区域草地进行提取与分类,最后基于地面样地数据对地上生物量(Aboveground Biomass,AGB)进行反演。研究结果表明:1)RFE算法将特征数压缩到了21个,且海拔特征对草地类型的划分具有最高的重要性;2)RF算法的分类精度最高,总体精度(Overall Accuracy,OA)为91.41%,Kappa系数为88.18%;3)将香格里拉草地可分为5种类型,草地总面积为3265.77 km~(2),面积最大的类型为亚高山草甸,其面积为2230.03 km~(2),占草地总面积68.28%,其次为高寒草甸,约占草地总面积18.42%;4)建立了地上生物量与差异植被指数(Difference Vegetation Index,DVI)的二次多项式预测模型,R~(2)为0.783,均方根误差(Root Mean Square Error,RMSE)为154.72 g·m~(-2);5)香格里拉草地总AGB为152.15万吨,亚高山草甸AGB为102.41万吨,占总AGB的67.31%,其次高寒草甸为27.37万吨,占总的17.99%。
【关键词】草地分类 地上生物量 机器学习 遥感估算 香格里拉
【基金】云南牧草新品种选育研究及示范推广(202302AE090008);; 亚高山草地优势植物性状及其生产力形成机制(CAFYBB2022SY039)
【所属期刊栏目】草业科学
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