机载高分辨率遥感影像的傅氏纹理因子估测温带森林地上生物量

编号 zgly0001565777

文献类型 期刊论文

文献题名 机载高分辨率遥感影像的傅氏纹理因子估测温带森林地上生物量

作者 庞勇  蒙诗栎  李增元 

作者单位 中国林业科学研究院资源信息研究所  北京师范大学信息科学与技术学院 

母体文献 林业科学 

年卷期 2017年03期

年份 2017 

分类号 S771.8 

关键词 温带森林  高分辨率遥感影像  森林地上生物量  FOTO算法  纹理因子 

文摘内容 【目的】从反映森林冠层大小的树冠纹理结构出发,利用高空间分辨率遥感影像中树冠纹理的周期性信息,提取基于傅里叶变换纹理序列的纹理指数（FOTO,Fourier-based textural ordination）估测森林地上生物量,探究FOTO纹理因子在温带森林生物量估测上的潜力,为提取新型纹理参数估算森林生物量提供新的参考途径。【方法】以2009年9月获取的小兴安岭地区凉水国家自然保护区（47°11’N,128°53’E）高分辨率机载航空影像（空间分辨率0.5 m）为例,通过提取CCD影像的FOTO纹理参数,采用多元逐步回归方法对森林地上生物量进行参数反演,并对CCD 3个波段影像提取的9个FOTO纹理因子以及波段平均影像提取的3个FOTO纹理因子2种方法的生物量估测结果进行比较。同时,在研究中尝试采用5种不同尺寸（60 m×60 m,80 m×80 m,100 m×100 m,120 m×120 m和150 m×150 m）的窗口,产生不同尺寸的FOTO因子与生物量进行回归建模。最后,将FOTO纹理因子作为自变量与激光雷达反演的参考生物量进行拟合,利用多元逐步回归方法建立生物量模型,并采用十折交叉验证评估预测模型的泛化能力。【结果】FOTO纹理因子与森林生物量的相关性较高,CCD影像3个波段的9个FOTO纹理因子与生物量的R2均高于0.67,窗口60 m×60 m,80 m×80 m,100 m×100 m,120 m×120 m和150 m×150 m的估测精度分别为67.3%,73.4%,74.4%,78.3%和80.9%。CCD影像波段平均影像的3个FOTO纹理因子与生物量的R2均高于0.57,5种窗口尺寸的估测精度分别为58.2%,62.1%,64.3%,67.4%和70.9%。根据最优预测模型获得分辨率100 m的凉水试验区全覆盖生物量结果图,精度为74.41%,RMSE为50.55 t·hm-2。【结论】基于FOTO算法提取的纹理因子与森林地上生物量密切相关且无明显饱和现象,对我国北方温带混交林区的生物量反演有极大潜力。FOTO纹理因子与森林地上生物量的多元线性逐步回归模型R2达0.81,RMSE为46.78 t·hm-2。