北京市森林生物量遥感反演模型研究
【摘要】:本文是利用3S技术,以2009年5月TM遥感数据为数据源,以北京市作为研究区域,对北京地区的森林生物量进行遥感反演模型研建。利用遥感数据将植被分为阔叶林和针叶林两类,结合外业样地数据,提取出20个建模因子其中包括植被指数因子、波段组合因子以及地形因子等,通过森林生物量与各因子之间的关系,分别建立阔叶林和针叶林的森林生物量反演模型,所用方法包括主成分线性回归、多元线性回归、BP神经网络等,通过多个模型的建立与分析,对进一步分析森林生物量遥感获取更高精度的模型提供了确切依据。
建模之前选用主成分分析、相关性分析等方法,得到每个因子与生物量之间的关系,并根据其相关关系进行选择建模所需的因子。通过三种方法的建模研究,发现主成分线性回归方法建立的模型精度相对较低,神经网络模型精度最高,阔叶林三种方法的预测精度分别为80.57%、82.2%、89.5%,针叶林三种方法的预测精度分别为79.63%、83.9%、92.5%。通过三种模型的建立比较每个模型的优缺点,选择最适宜的模型进行估测。
估测结果为:北京地区阔叶林生物量为46403664.3吨,针叶林生物量为18229811.8吨,总的森林乔木生物量为64633476.1吨。将生物量分成五个等级,输出生物量等级分布图,相对来说Ⅱ、Ⅲ等级的生物量分布是最多的,北部山区是高生物量主要集中的地区。最后将整个北京市的生物量估测后,对北京市的16个区县的估测生物量进行统计。统计发现:怀柔区的森林生物量最多,其次为密云县、延庆县、门头沟区。
【关键词】:森林生物量 主成分线性回归 多元线性回归 BP神经网络 反演模型
【学位授予单位】:北京林业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:S771.8
【目录】:
【学位授予单位】:北京林业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:S771.8
【目录】:
- 摘要4-5
- ABSTRACT5-8
- 1 引言8-18
- 1.1 研究背景8-9
- 1.2 研究的目的及意义9
- 1.2.1 研究目的9
- 1.2.2 研究意义9
- 1.3 森林生物量的研究现状9-14
- 1.3.1 传统森林生物量获取方法10-12
- 1.3.2 遥感信息模型法12-14
- 1.4 植被指数模型14-18
- 1.4.1 归一化植被指数(NDVI)15-16
- 1.4.2 比值植被指数(RVI)16
- 1.4.3 差值植被指数(DVI)16
- 1.4.4 调整土壤亮度的植被指数(SAVI、TSAVI、MSAVI)16-18
- 2 研究区概况及研究方案18-22
- 2.1 研究区概况18-20
- 2.1.1 地理位置19
- 2.1.2 气候条件与降水量19
- 2.1.3 森林植被资源19-20
- 2.2 研究方案20-22
- 2.2.1 研究方法20-21
- 2.2.2 技术路线21-22
- 3 数据采集及预处理22-37
- 3.1 己收集的数据资料22
- 3.2 地面数据采集及处理22-27
- 3.2.1 外业调查样地选择22-23
- 3.2.2 样本数据的外业采集23-26
- 3.2.3 实测数据内业整理及处理26-27
- 3.3 遥感数据获取及处理27-34
- 3.3.1 遥感数据简介27-28
- 3.3.2 遥感影像获取28-29
- 3.3.3 遥感影像预处理29-31
- 3.3.4 建模因子提取方法31-34
- 3.4 遥感影像的分类方法34-37
- 3.4.1 遥感影像植被信息分类34-35
- 3.4.2 分类精度评价35-37
- 4 生物量反演模型建立及预估精度37-55
- 4.1 建模因子的选择37-38
- 4.2 阔叶林遥感反演生物量模型38-47
- 4.2.1 主成分线性回归模型38-41
- 4.2.2 多元线性回归模型41-43
- 4.2.3 BP神经网络模型43-47
- 4.3 针叶林遥感反演生物量模型47-55
- 4.3.1 主成分线性回归模型47-49
- 4.3.2 多元线性回归模型49-51
- 4.3.3 BP神经网络模型51-55
- 5 森林生物量估测55-63
- 5.1 阔叶林生物量估测55-57
- 5.2 针叶林生物量估测57-58
- 5.3 北京市所有区县的生物量估测58-63
- 6 结论与讨论63-65
- 6.1 结论与分析63-64
- 6.2 讨论64-65
- 6.2.1 不足之处64
- 6.2.2 研究展望64-65
- 参考文献65-68
- 个人简介68-69
- 导师简介69-70
- 获得成果目录70-71
- 致谢71
| 【参考文献】 | ||
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| 【共引文献】 | ||
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| 【二级参考文献】 | ||
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| 【相似文献】 | ||
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