科研进展 | 本刊编委苏艳军研究组在我国高分辨率草地覆盖度绘制方面取得研究进展

学术   2024-09-13 08:00   北京  

9月12日,本刊编委苏艳军研究组在ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing 期刊发表题为“High-resolution mapping of grassland canopy cover in China through the integration of extensive drone imagery and satellite data”的研究论文,该工作在大尺度、高分辨率草地覆盖度精准估算方面取得重要成果。


快速、准确地掌握草地覆盖度分布情况对草地资源可持续管理、畜牧业生产、生物多样性保护等具有重要意义。基于地面调查的传统草地覆盖度测量方法费时费力、监测范围有限,难以满足大尺度草地覆盖度绘制的需求。卫星遥感虽能实现大尺度草地覆盖度反演,但其通常与地面调查数据间存在着尺度不匹配问题,绘制精度有限。如何实现大尺度、高分辨率草地覆盖度精准估算仍是当前研究的瓶颈问题。

针对上述问题,植被与环境变化国家重点实验室苏艳军研究组利用2021年在我国1255个样点采集的无人机影像,发展了适用于大范围、多类型无人机影像的草地覆盖度估算方法,并构建了9万余条与卫星数据空间尺度匹配的草地覆盖度数据集。在此基础上,结合多源遥感数据和机器学习方法,成功绘制了2021年我国10米分辨率草地覆盖度分布图。研究结果显示,多层感知机可以用于大范围、多类型无人机影像的草地覆盖度提取。所绘制的我国10米分辨率草地覆盖产品具有较高的精度(R2 = 0.89, RMSE = 12.38%),大幅优于传统像元分解方法(R2 = 0.45, RMSE = 27.51%)。2021年我国草地的平均覆盖度为56%,空间上呈现自西北向东南递增的趋势。此外,该研究发现无人机数据的引入可以降低由空间尺度不匹配所带来的草地覆盖度估算误差,为无人机可以作为地面观测和卫星遥感之间的桥梁提供了证据,为大尺度草地覆盖度监测提供了新思路。所形成的我国草地覆盖度产品可为理解草地生态系统过程和管理草地资源提供数据支撑。


实验室胡天宇副研究员和已毕业硕士研究生曹梦琪为论文的共同第一作者,苏艳军研究员为通讯作者,北京大学方精云院士、实验室黄振英研究员、北京大学唐志尧教授等21个单位的42位科研人员参与此项研究。该研究得到了中国科学院“创建生态草牧业科技体系”A类战略性先导科技专项等项目的资助。

文章链接:

https://doi.org/10.1016/j.isprsjprs.2024.09.004


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第一作者

胡天宇  中国科学院植物研究所副研究员,主要从事生态遥感研究。在ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, Journal of Ecology, International Journal of Applied Earth Observations and GeoinformationForest Ecology and Management 等国内外生态、遥感主流期刊发表多篇文章。主持国家自然科学基金项目2项、科技部重点研发计划子课题1项。

曹梦琪  2023年硕士毕业于中国科学院植物研究所苏艳军研究组,现为芬兰赫尔辛基大学林学院博士生。主要从事多源遥感在草地及森林生态系统中的应用研究。

撰 稿:胡天宇

编 辑:毛志宏

审 核:陈磊






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