星载ALOS PALSAR数据反演云南松林生物量研究

森林生物量直接反映了森林生态系统的功能和固碳能力。云南松林是云南省分布面积最广的森林类型，快速估测其生物量对正确评价其生态功能和生产力具有重要意义。微波遥感具有全天候、穿透能力强的特点，ALOS PALSAR Ｌ波段数据蕴涵丰富的森林垂直结构信息。利用ALOS PALSAR　L波段全极化和ENVISAT ASAR　C波段多极化数据为信息源，分析不同极化方式、不同波段和不同组合的微波后向散射系数与森林树高、胸径、树冠直径、林分密度及林分生物量的动态响应范围和响应模式，定量揭示微波不同波段、不同极化、不同入射角度的改变与森林数量、结构、组成的响应关系，并研究森林生物量估测碰到的信号响应饱和问题。在此基础上构建云南松林生物量的微波遥感信息模型。最后以滇中宜良县花园林场为例进行生物量估测，得出云南松林生物量的空间分布，在GIS支持下分析云南松林生物量的空间变异特征和规律，为云南松的科学经营提供依据

结题摘要：微波遥感具有全天候、穿透能力强，蕴含丰富的森林垂直结构信息的特点，在森林生物物理参数研究及森林生物量评价中有着重要的应用潜力。本项目以ALOS PALSAR L波段微波遥感数据为基础数据结合ALOS AVNIR-2光学遥感数据，以云南松林为研究对象，探讨微波遥感数据、微波与光学遥感数据等结合的多源数据应用于森林生物量定量测算的关键技术，探索获取较大尺度（县域等）森林生物量数据的方法，为全球气候变化研究及森林可持续经营中森林生物量/碳储量定量评价及动态监测、碳汇贸易、碳排放调控提供必要的基础数据，研究具有重要的科学意义及实际应用价值。本项目主要开展了下列研究：（1）微波遥感数据预处理研究。本项目选择GAMMA软件为数据处理平台，针对星载ALOS PALSAR 双极化FBD的Level1.1及Level1.5两个级别的数据，开展了辐射定标、正射校正/几何校正、滤波处理、地形辐射校正。研究结果表明：经过恰当的预处理后，以森林生物量为研究对象时，微波后向散射系数与森林生物量达到显著或极显著相关水平，可用于森林生物量定量估测。（2）云南松林生物物理参数及生物量与SAR数据的响应研究。分别HH，HV两种极化方式、Level1.1及Level1.5两个级别的数据、不同的数据处理方法与云南松林生物量进行相关性分析，结果表明：用于森林生物量测算时，HV极化数据优于HH极化数据，Level1.1级别的数据优于Level1.5级别的数据。（3）云南松林生物量遥感信息模型构建。分别微波数据、多光谱光学数据、微波与光学数据结合的多源数据三种数据源，建立生物量模型，经方差分析检验三类模型均达到了显著相关或极显著相关水平。结果表明：微波双极化数据的总后向散射系数,可以反映森林生物量的变化,但直接利用总后向散射系数进行反演的精度有待进一步提高。AVNIR-2光学数据模型优于PALSAR L波段双极化微波数据模型。AVNIR-2光学数据模型与多源数据模型对生物量估测精度相近。（4）模型检验和应用。利用实测数据对已建立的模型进行检验，筛选最优模型，并进行研究区云南松林生物量反演。得出研究区云南松林平均生物量密度为：41.12t/hm2 ; 最大值为：133.07t/hm2 ;最小值为：12.35t/hm2 ;研究区云南松林生物量为：73409.07t。