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基于GEDI和Sentinel-2的内蒙古退耕还林地块树高估测

2024-09-10分类号:S758.54;S771.8

【作者】格根塔娜   月亮高可   李晓松   姬翠翠   王建和   沈通   王天璨
【部门】内蒙古自治区林业与草原工作总站  中国科学院空天信息创新研究院  重庆交通大学智慧城市学院  中国科学院大学  
【摘要】【目的】构建适宜于退耕还林地块的树高样本集,协同遥感数据与机器学习方法,以便准确估测退耕还林地块树高,为新一轮退耕还林成效监测提供参考依据。【方法】为实现对内蒙古新一轮退耕还林地块树高的准确估测,本研究提出了一种优化的GEDI样本筛选方法,构建成一套适宜于退耕还林地块的高质量树高样本集;借助Sentinel-2中高空间分辨率遥感数据与地形数据,利用梯度提升树算法对退耕还林地块树高进行估测,并对内蒙古退耕还林地块的树高状况进行了分析。【结果】基于GEDI与Sentinel-2机器学习模型,可以实现退耕还林乔木地块树高的准确估测,决定系数R2为0.73,估测精度EA为72%,均方根误差RMSE为1.82 m;GEDI样本的优化筛选能提升退耕还林地块树高估测精度,与未筛选的样本相比模型估测精度R2提高了0.32,RMSE降低了0.83 m,EA提升了13%;红边归一化植被指数、差值植被指数及海拔、坡度与坡向变量重要性较高,累计贡献度超过50%,证明植被指数与地形信息是树高估算的关键重要性因子。内蒙古退耕还林地块乔木树高区间分布为2.5-20 m,平均为5.5 m,有53.51%分布在5-10 m范围。【结论】本研究所提出的GEDI样本筛选方法适用于退耕还林地块的估测,基于遥感数据与机器学习能够较准确地估测树高,为退耕还林地块树高估测提供了可行方法,对推动可持续森林管理和生态保护具有重要意义。
【关键词】GEDI  内蒙古退耕还林  树高  梯度提升树  可持续森林管理
【基金】科技基础资源调查专项(2022FY202300)
【所属期刊栏目】林业科学
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