课题基金 / 基金详情

基于Sentinel光学和雷达遥感影像的泥炭沼泽识别方法研究

批准号:
42101399
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
于皓
依托单位:
学科分类:
遥感科学
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
于皓

项目摘要

结项摘要

相似基金

相关文献

中文摘要
泥炭沼泽是主要的湿地类型之一,准确、快速地获取泥炭沼泽空间分布信息是泥炭沼泽保护、利用和管理的重要基础。然而,泥炭沼泽以土壤中的泥炭层为标志,其表面覆盖的植被类型复杂多样,基于遥感技术精准提取泥炭沼泽的空间分布信息是湿地遥感研究的国际热点问题。本项目以密集时间序列的多光谱(Sentinel-2)和雷达(Sentinel-1)卫星影像为数据源,借助野外调研、实地光谱测量、雷达探测和地形等数据,揭示泥炭沼泽的光谱和雷达后向散射特征,探究泥炭沼泽识别和提取的遥感机理;利用GEE云平台和随机森林算法,实现大兴安岭地区泥炭沼泽的识别与提取,并对分类精度进行验证。本项目的研究成果可为其它地区泥炭沼泽遥感制图研究提供方法借鉴,并可为泥炭沼泽的管理、保护与可持续利用提供数据基础和科学依据。
英文摘要
Peatland is one of the most important wetland types. It is essential to identify the distributions of peatlands accurately and rapidly for their development, utilization, and management. Peat layer is the basic sign determining peatland, however, it is challenging to accurately extract the spatial distribution of peat swamp based on remote sensing technology due to the complex and diverse types of vegetation cover on the surface. In this project, high resolution and dense time series radar Sentinel-1 and optical Sentinel-2 remote sensing data will be used as data sources. The spectral and radar backscattering characteristics of peatlands will be revealed by the data of field spectral surveys, radar detection, and topographic data, to explore the remote sensing mechanism of peatland recognition and extraction. The random forest algorithm will be employed to identify and depict peatland in Daxing'anling area, and the classification accuracy will be verified by field investigations. The research results could be used as reference for the study of peatland mapping in other areas and could provide data basis and scientific basis for the management, protection, and ecological evaluation of peatland.
泥炭沼泽面积仅约为全球陆表的3%,但其土壤碳储量占全球土壤碳储量的30%,是全球重要的碳存储库之一。但随着全球气候变暖和人类活动加剧,全球至少有50%以上的泥炭沼泽遭到破坏,每年约有50万公顷泥炭沼泽消失,造成碳收支失衡,引发区域气候灾害,威胁全球生态平衡。因此,有效加强泥炭沼泽保护、管理和生态恢复工作已刻不容缓。本研究耦合多源遥感信息及野外采样数据,通过野外测量、室内分析、特征提取和信息识别等手段,明确泥炭沼泽遥感识别机理,并分析时间序列多光谱和雷达影像对泥炭沼泽识别的潜力,为区域尺度泥炭沼泽的精准识别提供理论依据。构建泥炭沼泽特征库,利用随机森林算法实现大尺度泥炭沼泽空间分布遥感制图,为泥炭沼泽的保护、恢复和生态系统管理提供数据支撑和技术支持。.研究结果表明:.(1)Sentinel-2光学影像的波普特性能够实现水体、林地、耕地等类型的高精度提取,但在提取湿地及其内部类型的时单景影像无法满足分类精度的要求。多时序特性可有效的提高湿地内部类型的信息提取,泥炭沼泽中有机质含量的差异使其红边波段的时序特征的变化与非泥炭沼泽的时序特征存在差异。同时不同植物种类表现出的时序特性有助于区分雨养型泥炭沼泽和矿养型泥炭沼泽。.(2)Sentinel-1雷达影像虽然噪音突出,处理数据相对复杂,无法区分没有明显外观和结构差异的地物。但其土壤水分的敏感性较高,可有助于泥炭沼泽光学影像上因地物遮挡无法探知的土壤水分信息,通过评测湿地淹水特性来更好的区分泥炭沼泽与非泥炭沼泽。.(3)本研究选择Sentinel系类卫星的光谱特性、雷达特性变量及地形变量共24个,通过递归消除法和皮尔逊相关分析,筛选重要变量。利用随机森林算法完成泥炭沼泽信息的提取。分类共设置三种分类方案:仅用光学影像PlanA、光学影像和雷达影像相结合Plan B和光学雷达地形数据三者集合的Plan C。从特征结果显示:红边波段、近红外、红边指数及VH为主要特征变量。三个方案的总体分类精度由高到低依次为PlanC(89.87%)、PlanB(83.55%)和PlanA(82.53%)。
国内基金
海外基金