[發明專利]一種基于遙感生物量反演的優勢樹種BVOCs排放估算方法

在審

• 申請號: 202310045427.2
• 申請日: 2023-01-30
• 公開（公告）號: CN116128353A
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發明（設計）人: 倫小秀;王璇;王曉月;趙丹青;馮如帆
• 申請（專利權）人: 北京林業大學
• 主分類號: G06Q10/0639
• 分類號: G06Q10/0639;G01N21/17;G01S19/39;G06Q50/26;G06V20/10
• 代理公司: 北京華旭智信知識產權代理事務所(普通合伙) 11583
• 代理人: 吳鵬章

本發明涉及一種基于遙感生物量反演的優勢樹種BVOCs排放估算方法，包括：1)根據研究區的森林類型進行優勢樹種的選取；2)針對所述優勢樹種，在研究區內選定樣地并進行實地調查以獲取與各優勢樹種地上生物量相關的實測參數；以及獲取研究區內遙感影像；3)構建生物量擬合體系參數；4)針對各優勢樹種，基于步驟3)的生物量密度以及遙感參數，以生物量為因變量，進行多模型的回歸擬合；5)建立評價指標，評價各模型擬合結果的精度，然后選擇最優精度的模型來確定研究區優勢樹種生物量及植被指數的最優方程；6)構建基于生物量遙感解譯的優勢樹種BVOCs排放模型；以及7)利用BVOCs排放模型估算優勢樹種BVOCs排放量。

技術領域

本發明涉及生態環境技術領域，更具體涉及一種基于遙感生物量反演的優勢樹種BVOCs排放估算方法。

背景技術

森林是陸地生態系統的主體，大約覆蓋了30％的地球陸表，在陸地生態系統碳循環、水循環以及輻射能量交換中扮演著重要角色。森林排放的生物揮發性有機物(BVOCs)約占陸地植被排放的BVOCs總量的70％左右。這部分揮發性有機物的主要組成部分是異戊二烯、單萜烯、含氧VOCs等，具有很強的光化學活性，對于區域及局地的空氣質量和臭氧生成具有不可忽視的影響。

森林排放的BVOCs的量與森林生物量密切相關。在現有的森林地上生物量評價體系方法中，主要是基于傳統的生物量研究方法，即通過人工實地測量獲取數據樣地數據，例如森林清查數據中多為人工實地測量評估，并且基本為總的生物量的測定。然而，目前人們對森林生物量的估算已經不滿足于總量計算，而是在掌握總量生物量的基礎上，存在進一步細分為不同地區、不同樹齡、不同樹種的生物量差異以獲得更加詳細的生物量資料的需求；同時，單一的傳統生物量法已經不適用于大尺度生物量估算。然而隨著遙感技術的日益發展，光學遙感影像廣泛應用于土地變化和森林資源監測，豐富的光譜信息能夠有效反映植被的生長情況，然而，云層覆蓋、數據條帶缺失等現象使得地上生物量數據不確定性較大。

目前森林排放的BVOCs的量還不能實現樹種級別的分辨率，例如以往的研究中在應用遙感解譯獲得生物量數據計算BVOCs排放量時，只能把植被類別區分為闊葉樹、針葉樹等級別，而難以實現樹種級別的區分，而植物排放揮發性有機物的強度隨著樹種的差異而呈現數量級的差別，因此估算結果存在很大誤差。上述問題是以往研究中的難點，也是生態環境研究領域亟待突破的問題之一。

因此，需要新的技術和方法，以至少部分地解決上述現有技術中存在的問題。

發明內容

為了解決上述現有技術中存在的問題，本發明聯合多個數據源對研究地區純林樹種進行森林地上生物量反演，通過對模型進行適用性評價，以期為森林地上生物量遙感估測提供更精確的方法，在遙感解譯結果中將生物量區分精度提高到樹種級別，以實現大尺度范圍內BVOCs排放量估算結果的高時空分辨率。

根據本發明的一方面，提供一種基于遙感生物量反演的優勢樹種BVOCs排放估算方法，包括：

1)根據研究區的森林類型進行優勢樹種的選取；

2)針對所述優勢樹種，在研究區內選定樣地并進行實地調查以獲取與各優勢樹種地上生物量相關的實測參數；以及獲取研究區內遙感影像；

3)構建生物量擬合體系參數，包括基于步驟2)的實測參數計算樣地地上優勢樹種生物量密度，并且基于遙感影像提取與森林地上生物量遙感反演相關的遙感參數；

4)針對各優勢樹種，基于步驟3)的生物量密度以及遙感參數，以生物量為因變量，進行多模型的回歸擬合；

5)建立評價指標，評價各模型擬合結果的精度，選擇最優精度的模型來確定研究區優勢樹種生物量；以及

6)構建基于生物量遙感解譯的優勢樹種BVOCs排放模型；以及

7)利用模型估算優勢樹種BVOCs排放量。