基于机器学习算法的森林生物量多源遥感估测

摘要：

为进一步探索不同空间分辨率影像在10 m×10 m样地尺度下森林生物量估测性能及协同机器学习算法(RF、SVM、DT、GBM、k-NN、Stacking)的估测效果,利用光学遥感GF2(高分二号卫星)、sentinel 2A、Landsat 8 OLI、SUM(整合3种遥感数据源)影像及辅助变量DEM高程数据、环境因子、林分因子(森林类型、优势树种),在Boruta算法变量选择下用机器学习算法对元谋地区乔木林森林生物量(地上+地下)进行遥感估测,并比较4种影像下的估测精度.研究表明:1)基于Boruta算法分别对3种影像及整合3种影像条件下进行变量选择,单一影像中sentinel 2A的植被指数PEIP、Landsat 8 OLI的纹理因子b2_ME_9 × 9、GF2的GNDVI分别为3种影像下的最高得分变量,多源融合估测森林生物量中GF2的GNDVI为最佳得分变量;2)基于Boruta算法选择的变量构建RF、SVM、DT、GBM、k-NN算法以及对5个模型的Stacking集成算法,SUM的Stac-king集成算法的估测效果最优,模型决定系数(R2)为0.73,均方根误差(RMSE)为28.46 t· hm-2,集成算法下的SUM的估测性能优于sentinel 2A、Landsat 8 OLI,GF2优于sentinel 2A,sentinel 2A的估测性能优于Landsat 8 OLI.研究结果说明在生物量遥感估测中高分辨率影像具有较好的估测效果,同时多源遥感协同估测、集成算法均可提高森林生物量遥感估测精度,可为森林生物量遥感估测提供参考和借鉴.

关键词：森林生物量遥感估测、多源遥感、机器学习、算法集成、元谋

所属期刊栏目：39

分类号：S771.8(森林工程、林业机械)

资助基金：中国地质调查局昆明自然资源调查中心全国典型地区碳汇综合调查研究;国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家自然科学基金;云南省王广兴专家工作站;云南省万人计划

在线出版日期：2024-01-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：10-18