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《北京林业大学》 2004年
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基于IKONOS影像和DGPS技术的森林调查因子估测方法研究

官凤英  
【摘要】:自从航天遥感技术出现以来,为了在大面积森林资源调查中应用这一新技术,林业工作者开展了一系列的调查研究,随着研究的深入和技术的完善,遥感技术应用范围大致分为森林资源调查和规划、动态监测与分析、灾害监测与预报、灾情评估、定量估测等几个方面。但是,由于遥感分辨率的限制,森林遥感定量研究主要集中在森林蓄积量的估测研究,而对平均直径、平均树高等林分调查因子的估测研究的不多。 1999年美国的IKONOS遥感卫星发射成功,标志着新一代航天遥感时代的到来,IKONOS卫星图像出现后引起了各国科技界的重视。目前,主要应用于土地利用、城市地籍管理等各个专业领域,在国外,应用IKONOS进行了单株木树种分类、判读树冠直径等方面的研究,研究结果表明,高分辨率遥感为林业定量研究提供了新的途径。 本研究以北京市西山林场-魏家村分场为试验地,IKONOS为主要数据源,对定量研究中高分辨率遥感的关键技术作了系统研究。本研究主要目的,在于探索高分辨率卫星遥感在林业定量估测方面的应用潜力,并弥补低分辨率卫星遥感的不足。 主要研究内容: 1、提高DGPS定位精度的数据处理方法研究。 2、DGPS在林区及林冠下的定位精度分析。 3、利用DGPS采集的地面控制点进行遥感图像精校正。 4、以遥感和地理信息为基础,进行森林调查因子定量估测变量的设置及主要变量因子的优选。 5、变量因子选择对参数估计和估测精度的影响分析。 6、地面样地对应的遥感信息及地理环境因子的自动提取方法。 7、森林调查因子定量估测中的多重共线性及异常值问题的影响分析。 8、抗差-主成分估计在森林调查因子估测中的应用。 主要研究结论及成果如下: 1、伪距平滑和相位平滑处理,能有效提高DGPS的定位精度。 2、通过定位试验数据的分析,得出DGPS可以用于林区定位,能够达到高分辨率遥感定位精度要求。林冠下的平均定位精度较高,但定位误差波动很大,有待进一步研究。 3、利用DGPS采集的地面控制点进行遥感图像精校正,实现地面样地与卫星数据相应位置的配准。通过不同的校正方法纠正精度的比较研究,得出高分辨率遥感影像中地形因子引起的畸变非常大,在定量研究中必须作正射纠正,以消除地形因子的影响,其中二阶正射校正方法为最佳选择。 摘要 4、结合Gls和MATLAB技术实现对样地遥感信息和地理环境信息的自动提取。 5、引入抗差主成分估计方法建立郁闭度、蓄积量、胸径的估测方程,取得了良好 的估测精度,弥补了传统最小二乘参数估计的不足。 6、开发了模型估测处理软件,包括数据预处理、权函数选择,LS估计,主成分 估计、抗差主成分估计、精度评价等模块,实现数据处理、模型研建与精度评 价的自动化、一体化。
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