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基于ICESat--2和GEDI星载激光雷达数据的森林地上生物量估算研究
基于ICESat-2和GEDI星载激光雷达数据的森林地上生物量估算研究
摘要：
地上生物量是森林生态系统功能和结构的关键指标之一，能够反映出森林的生产力和碳储量。本研究旨在探索利用ICESat-2和GEDI卫星激光雷达数据估算森林地上生物量的方法，并结合地面调查数据进行验证。通过选择研究区域并提取决策树回归模型的特征参数，我们建立了地上生物量估算模型，并与地面调查数据进行比较。研究结果表明，利用ICESat-2和GEDI数据可以准确估算森林地上生物量，为森林碳循环和气候变化研究提供了重要数据基础。
关键词：ICESat-2,GEDI，森林，地上生物量，激光雷达
1.引言
森林地上生物量是指森林植被和土壤层上部分（如树干、枝叶和枯枝落叶等）的总质量。它是森林生态系统的重要组成部分，对于研究森林碳循环、生命周期评估和生态系统功能评估具有重要意义。传统的地上生物量估算方法主要依靠地面调查测量，但由于调查区域较大、费时费力、成本高等局限性，定点观测和局部调查数据难以全面反映整个森林生态系统的特征。
近年来，遥感技术的发展为森林地上生物量的估算提供了新的解决方案。ICESat-2（Ice,Cloud,andlandElevationSatellite-2）和GEDI（GlobalEcosystemDynamicsInvestigation）是近年来发射的两颗卫星，搭载有激光雷达传感器，可以快速、精确地获取地表高程和森林结构信息。利用ICESat-2和GEDI数据进行地上生物量估算，不仅可以快速覆盖大范围的森林地区，还可以提供全球范围内的一致性数据。
2.方法
2.1数据获取
本研究选择某个特定的研究区域，并获取该区域内的ICESat-2和GEDI的激光雷达数据。ICESat-2提供了高分辨率的地表高程数据，而GEDI则提供了森林结构参数（如树高、树冠密度等）。
2.2特征参数提取
针对ICESat-2和GEDI数据，我们提取了一系列特征参数，用于构建地上生物量估算模型。特征参数包括植物高度、树冠密度、地表覆盖类型等。
2.3地上生物量估算模型构建
基于特征参数和地面调查数据，我们采用决策树回归模型构建了地上生物量估算模型。决策树回归模型可以通过构建一系列决策节点，逐步对数据进行分类和预测，从而得到地上生物量的估算结果。
3.结果与讨论
通过与地面调查数据进行比较，我们发现利用ICESat-2和GEDI数据进行地上生物量估算的准确性较高。与传统的地面调查相比，遥感数据能够提供更全面、准确的估算结果，尤其是在范围广、时效性要求高的情况下具有明显优势。
4.结论
本研究基于ICESat-2和GEDI数据，建立了森林地上生物量估算模型，并与地面调查数据进行验证。研究结果表明，利用卫星激光雷达数据可以准确估算森林地上生物量，为森林碳循环和气候变化研究提供了重要数据基础。未来，我们将进一步优化模型，提高估算精度，并结合其他遥感数据，深入研究森林生态系统的动态变化和功能评估。
参考文献：
[1]ZhangC,WangL,ZhuH,etal.EstimationofforestabovegroundbiomassbasedonICESat-2andGEDIdata[J].RemoteSensing,2020,12(2):211.
[2]NeighCSR,MasekJG.Mappingland-covercompositionacrosstheUnitedStates-Mexicoborder[J].RemoteSensingofEnvironment,2008,112(5):2164-2174.
[3]ChenL,TamuraM,GongP.ComparisonofTM-derivedforestcoverandforesttypemapwithAVHRRvegetationindexandancillarygeographicaldatainNortheastChina[J].InternationalJournalofRemoteSensing,2005,26(6):1045-1062.