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利用无人机遥感测定岷江冷杉单木树干生物量

何游云 张玉波 李俊清 王卷乐

何游云, 张玉波, 李俊清, 王卷乐. 利用无人机遥感测定岷江冷杉单木树干生物量[J]. 北京林业大学学报, 2016, 38(5): 42-49. doi: 10.13332/j.1000-1522.20150383
引用本文: 何游云, 张玉波, 李俊清, 王卷乐. 利用无人机遥感测定岷江冷杉单木树干生物量[J]. 北京林业大学学报, 2016, 38(5): 42-49. doi: 10.13332/j.1000-1522.20150383
HE You-yun, ZHANG Yu-bo, LI Jun-qing, WANG Juan-le. Estimation of stem biomass of individual Abies faxoniana through unmanned aerial vehicle remote sensing[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2016, 38(5): 42-49. doi: 10.13332/j.1000-1522.20150383
Citation: HE You-yun, ZHANG Yu-bo, LI Jun-qing, WANG Juan-le. Estimation of stem biomass of individual Abies faxoniana through unmanned aerial vehicle remote sensing[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2016, 38(5): 42-49. doi: 10.13332/j.1000-1522.20150383

利用无人机遥感测定岷江冷杉单木树干生物量

doi: 10.13332/j.1000-1522.20150383
基金项目: 

环保公益性行业科研专项(201509042)、国家科技基础性工作专项项目(2011FY110400)

详细信息
    作者简介:

    何游云。主要研究方向:恢复生态学。Email:heyouyun_612@126.com 地址:100083 北京市海淀区清华东路35号北京林业大学林学院。

    通讯作者:

    李俊清,教授,博士生导师。主要研究方向:森林生态学。Email :lijq@bjfu.edu.cn 地址:同上。

Estimation of stem biomass of individual Abies faxoniana through unmanned aerial vehicle remote sensing

  • 摘要: 无人机获取的高分辨率遥感影像,已成为单木生物量估算的有效手段。本文以四川省王朗自然保护区岷江冷杉为研究对象,利用本项目组自行研制的无人机获取无阴影遥感影像。设置2块样地,其中plot 1为建模样本,plot 2为验证样本。通过人机交互的方式提取单木树冠面积(CA)数据,并结合野外实测的胸径(DBH),建立DBH遥感估算模型。最后基于CA-DBH模型的有效性,结合已有DBH-SB(树干生物量)经验方程,计算plot 2岷江冷杉单木树干生物量。结果表明:基于无人机遥感影像提取的单木CA与实测DBH存在较好的非线性相关关系,所建立的模型有较好的拟合度,R2达到0.752(P<0.001,n=94)。采用t检验验证CA-DBH模型预测值与观测值的差异,同时计算皮尔森相关系数(Pearson Correlation Coefficient),检验结果表明:该模型估算的DBH与实测值偏差差异不显著(P>0.05),其皮尔森相关系数可达0.879,证明利用无人机获取的遥感影像,通过提取的CA估算DBH是可行的。本次实验表明:利用无人机遥感获取影像,通过提取的单木CA进行树干生物量的估算是有效的。
  • [1] WANG D S,SONG X M. A new single-tree competition measure: relative effective crown ratio[J].Forest Research,1994,7(3): 337-341.
    [2] ZENG W S,TANG S Z. Modeling compatible single-tree aboveground biomass equations for masson pine ( Pinus massoniana ) in Southern China[J]. Journal of Forestry Research,2012,23(4):593-598.
    [3] SHI M Z,ZHANG F D. Studies on relationship between crown size and tree diameter at breast height of 107 Populus [J]. Journal of Fujian Science and Technology,2005,32(4):97-98.
    [4] HOMOLOVA L,MALENOVSK Z,CLEVERS J G,et al. Review of optical-based remote sensing for plant trait mapping[J]. Ecological Complexity,2013,15:1-16.
    [5] SEGURA M,KANNINEN M. Allometric models for tree volume and total aboveground biomass in a tropical humid forest in Costa Rica[J]. Biotropica,2005,37(1):2-8.
    [6] SEIDEL D,FLECK S,LEUSCHNER C,et al. Review of ground-based methods to measure the distribution of biomass in forest canopies[J]. Annals of Forest Science,2011,68(2):225-244.
    [7] AHMED R,IQUEIRA P,HENSLEY S,et al. Uncertainty of forest biomass estimates in north temperate forests due to allometry: implications for remote sensing[J]. Remote Sensing,2013,5(6):3007-3036.
    [8] AVERY T E,BURKHART H E. Forest measurements[M]. New York:McGraw-Hill Education,2001.
    [9] LU D S,CHEN Q,WANG G X,et al. A survey of remote sensing-based aboveground biomass estimation methods in forest ecosystems[J]. International Journal of Digital Earth,2014,13:1-43.
    [10] AHAMED T,TIAN L,ZHANG Y,et al. Review of remote sensing methods for biomass feedstock production[J]. Biomass and Bioenergy, 2011,35(7):2455-2469.
    [11] ROSENQVIST Å,MILNE A,LUCAS R,et al. A review of remote sensing technology in support of the Kyoto Protocol[J]. Environmental Science & Policy,2003,6(5):441-455.
    [12] SONG C,DICKINSON M B,SU L,et al. Estimating average tree crown size using spatial information from IKONOS and QuickBird images: across-sensor and across-site comparisons[J]. Remote Sensing of Environment, 2010,114(5):1099-1107.
    [13] HALL R J,MORTON R T,NESBY R N. A comparison of existing models for DBH estimation from large-scale photos[J]. The Forestry Chronicle,1989,65(2):114-120.
    [14] KE Y,QUACKENBUSH L J. A review of methods for automatic individual tree-crown detection and delineation from passive remote sensing[J]. International Journal of Remote Sensing,2011,32:4725-4747.
    [15] GOUGEON F A,LECKIE D G. The individual tree crown approach applied to IKONOS images of a coniferous plantation area[J]. Photogrammetric Engineering and Remote Sensing,2006,72(11):1287-1297.
    [16] DARE P M. Shadow analysis in high-resolution satellite imagery of urban areas[J]. Photogrammetric Engineering & Remote Sensing,2005,71(2):169-177.
    [17] FULLER D O. Remote detection of invasive Melaleuca trees ( Melaleuca quinquenervia ) in South Florida with multispectral IKONOS imagery[J]. International Journal of Remote Sensing,2005,26(5):1057-1063.
    [18] SHRESTHA R,WYNNE R H. Estimating biophysical parameters of individual trees in an urban environment using small footprint discrete-return imaging LiDAR[J]. Remote Sensing,2012,4(2):484-508.
    [19] ANDERSON K,GASTON K J. Light weight unmanned aerial vehicles will revolutionize spatial ecology[J]. Frontiers in Ecology and the Environment,2013,11(3):138-146.
    [20] YU Q,GONG P,CLINTON N, et al. Object-based detailed vegetation classification with airborne high spatial resolution remote sensing imagery[J]. Photogrammetric Engineering & Remote Sensing,2006,72(7):799-811.
    [21] GINI R,PASSONI D,PINTO L,et al. Aerial images from an UAV system: 3D modeling and tree species classification in a park area. International Archives of the Photogrammetry[J]. Remote Sensing and Spatial Information Sciences,2012,XXXIX-B1:361-366.
    [22] CULVENOR D. TIDA: an algorithm for the delineation of tree crowns in high spatial resolution remotely sensed imagery[J]. Computers & Geosciences,2002,28(1):33-44.
    [23] ENQUIST B J,BROWN J H,WEST G B. Allometric scaling of plant energetics and population density[J]. Nature,1998,395:163-165.
    [24] LUO T X,SHI P L,LUO J,et al. Distribution patterns of aboveground biomass in Tibetan alpine vegetation transects[J]. Chinese Journal of Plant Ecology,2002,26(6):668-676.
    [25] 王迪生,宋新民.一个新的单木竞争指标:相对有效冠幅比[J].林业科学研究,1994,7(3): 337-341.
    [26] 时明芝,张凡东.107杨树阳性冠幅与胸径关系的研究[J].福建林业科技,2005,32(4):97-98.
  • [1] 张帆, 付慧, 杨刚.  低空林地航拍图像拼接的改进缝合线算法 . 北京林业大学学报, 2018, 40(5): 90-102. doi: 10.13332/j.1000-1522.20170372
    [2] 陈冀岱, 牛树奎.  多时相高分辨率遥感影像的森林可燃物分类和变化分析 . 北京林业大学学报, 2018, 40(12): 38-48. doi: 10.13332/j.1000-1522.20180269
    [3] 韩大校, 金光泽.  地形和竞争对典型阔叶红松林不同生长阶段树木胸径生长的影响 . 北京林业大学学报, 2017, 39(1): 9-19. doi: 10.13332/j.1000-1522.20160218
    [4] 杨坤, 赵艳玲, 张建勇, 陈超, 赵鹏鹏.  利用无人机高分辨率影像进行树木高度提取 . 北京林业大学学报, 2017, 39(8): 17-23. doi: 10.13332/j.1000-1522.20160428
    [5] 董晨, 吴保国, 张瀚.  基于冠幅的杉木人工林胸径和树高参数化预估模型 . 北京林业大学学报, 2016, 38(3): 55-63. doi: 10.13332/j.1000-1522.20150129
    [6] 娄明华, 张会儒, 雷相东, 卢军.  天然云冷杉针阔混交林单木胸径树高空间自回归模型研究 . 北京林业大学学报, 2016, 38(8): 1-9. doi: 10.13332/j.1000-1522.20150491
    [7] 赵明瑶, 刘会云, 张晓丽, 焦志敏, 姚智, 杨铭.  基于林分结构响应的PALSAR森林结构参数估测 . 北京林业大学学报, 2015, 37(6): 61-69. doi: 10.13332/j.1000-1522.20140402
    [8] 王雪军, 马炜, 黄国胜, 陈新云, 党永峰.  基于遥感大样地抽样调查的森林面积监测 . 北京林业大学学报, 2015, 37(11): 1-9. doi: 10.13332/j.1000-1522.20150083
    [9] 张睿彬, 胡晓, 刘彤, 严善春.  性别、胸径和叶龄对东北红豆杉针叶内防御蛋白活力的影响 . 北京林业大学学报, 2015, 37(8): 48-52. doi: 10.13332/j.1000-1522.20140115
    [10] 李滨, 杨笑天, 王述洋.  基于FLUENT的森林防火小型无人机的机身仿真优化研究 . 北京林业大学学报, 2015, 37(11): 115-119. doi: 10.13332/j.1000-1522.20150132
    [11] 李丹, 庞勇, 岳彩荣, 赵旦, 徐光彩.  基于TLS数据的单木胸径和树高提取研究 . 北京林业大学学报, 2012, 34(4): 79-86.
    [12] 李世明, 王志慧, 韩学文, 贾可.  森林资源变化遥感监测技术研究进展 . 北京林业大学学报, 2011, 33(3): 132-138.
    [13] 樊艳文, 王襄平, 曾令兵, 武娴, .  北京栓皮栎林胸径-树高相关生长关系的分析 . 北京林业大学学报, 2011, 33(6): 146-150.
    [14] 张志, 田昕, 陈尔学, 何祺胜.  森林地上生物量估测方法研究综述 . 北京林业大学学报, 2011, 33(5): 144-150.
    [15] 付晓, 王雪军, 韩爱惠, 冯仲科, .  纸浆源地桉树资源遥感动态监测与分析 . 北京林业大学学报, 2008, 30(增刊1): 89-93.
    [16] 刘健, 余坤勇, 洪桢华, 赖日文, 孟宪宇, 赖玫妃, 吕恒斌, .  遥感数据应用于悬浮泥沙反演及动态变化监测 . 北京林业大学学报, 2008, 30(增刊1): 94-97.
    [17] 李树伟, 冯仲科, 龚威平, 汪波, .  基于QuickBird遥感影像的城市绿地系统评价 . 北京林业大学学报, 2008, 30(增刊1): 68-72.
    [18] 杨伯钢, 冯仲科, 张保钢, 韩光瞬, 全明玉, .  北京市朝阳区温榆河畔毛白杨胸径的生长模型研究 . 北京林业大学学报, 2008, 30(增刊1): 202-207.
    [19] 琚存勇, 蔡体久.  鄂尔多斯草地生物量估测的GRNN模型实现 . 北京林业大学学报, 2008, 30(增刊1): 296-299.
    [20] 杨晓晖, 杜华强, 龙玲, 杨海龙, 李慧, 李景文, 刘震, 
    王保平, 殷亚方, 张一平, 侯亚南, 宋小双, 李景文, 黄国胜, 熊瑾, 李梅, 王明枝, 詹亚光, 饶良懿, 符韵林, 李全发, 张秋英, 马文辉, 刘文耀, 李妮亚, 吕建雄, 尹立辉, 耿晓东, 王洁瑛, 李俊清, 李俊清, 梁机, 赵敏, 窦军霞, 张克斌, 陆熙娴, 徐峰, 朱金兆, 韩海荣, 李吉跃, 陈晓阳, 秦瑶, 朱金兆, 王雪军, 范文义, 李发东, 乔杰, 刘雪梅, 陈晓阳, 赵宪文, 孙玉军, 唐黎明, 于贵瑞, 慈龙骏, 康峰峰, 欧国强, 毕华兴, 沈有信, 刘桂丰, 陈素文, 秦素玲, 齐实, 倪春, 李云, 李黎, 李凤兰, 魏建祥, 文瑞钧, 赵双菊, 马钦彦, 朱国平, 王雪, 李伟, 黎昌琼, 王玉成, 张桂芹, 蒋建平, 宋献方, 刘伦辉, 韦广绥, 任海青, 李伟, 孙涛, 宋清海, 杨谦, 张万军, 丁霞, , 李慧, 周海江, 孙志强, 孙晓敏, 刘莹, 李宗然, 
    基于Matlab遥感数据分形及地统计分析软件实现 . 北京林业大学学报, 2005, 27(5): 92-97.
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-11-02
  • 修回日期:  2015-11-02
  • 刊出日期:  2016-05-31

利用无人机遥感测定岷江冷杉单木树干生物量

doi: 10.13332/j.1000-1522.20150383
    基金项目:

    环保公益性行业科研专项(201509042)、国家科技基础性工作专项项目(2011FY110400)

    作者简介:

    何游云。主要研究方向:恢复生态学。Email:heyouyun_612@126.com 地址:100083 北京市海淀区清华东路35号北京林业大学林学院。

    通讯作者: 李俊清,教授,博士生导师。主要研究方向:森林生态学。Email :lijq@bjfu.edu.cn 地址:同上。

摘要: 无人机获取的高分辨率遥感影像,已成为单木生物量估算的有效手段。本文以四川省王朗自然保护区岷江冷杉为研究对象,利用本项目组自行研制的无人机获取无阴影遥感影像。设置2块样地,其中plot 1为建模样本,plot 2为验证样本。通过人机交互的方式提取单木树冠面积(CA)数据,并结合野外实测的胸径(DBH),建立DBH遥感估算模型。最后基于CA-DBH模型的有效性,结合已有DBH-SB(树干生物量)经验方程,计算plot 2岷江冷杉单木树干生物量。结果表明:基于无人机遥感影像提取的单木CA与实测DBH存在较好的非线性相关关系,所建立的模型有较好的拟合度,R2达到0.752(P<0.001,n=94)。采用t检验验证CA-DBH模型预测值与观测值的差异,同时计算皮尔森相关系数(Pearson Correlation Coefficient),检验结果表明:该模型估算的DBH与实测值偏差差异不显著(P>0.05),其皮尔森相关系数可达0.879,证明利用无人机获取的遥感影像,通过提取的CA估算DBH是可行的。本次实验表明:利用无人机遥感获取影像,通过提取的单木CA进行树干生物量的估算是有效的。

English Abstract

何游云, 张玉波, 李俊清, 王卷乐. 利用无人机遥感测定岷江冷杉单木树干生物量[J]. 北京林业大学学报, 2016, 38(5): 42-49. doi: 10.13332/j.1000-1522.20150383
引用本文: 何游云, 张玉波, 李俊清, 王卷乐. 利用无人机遥感测定岷江冷杉单木树干生物量[J]. 北京林业大学学报, 2016, 38(5): 42-49. doi: 10.13332/j.1000-1522.20150383
HE You-yun, ZHANG Yu-bo, LI Jun-qing, WANG Juan-le. Estimation of stem biomass of individual Abies faxoniana through unmanned aerial vehicle remote sensing[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2016, 38(5): 42-49. doi: 10.13332/j.1000-1522.20150383
Citation: HE You-yun, ZHANG Yu-bo, LI Jun-qing, WANG Juan-le. Estimation of stem biomass of individual Abies faxoniana through unmanned aerial vehicle remote sensing[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2016, 38(5): 42-49. doi: 10.13332/j.1000-1522.20150383
参考文献 (26)

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