Accuracy Analysis of Forest Canopy Height from Waveform LiDAR of Terrestrial Ecosystem Carbon Inventory Satellite（TECIS）： A Case Study of Temperate Coniferous-broadleaved Mixed Forest in Quebec， Canada
摘要
تمثل القمر الصناعي لرصد كربون الأنظمة الإيكولوجية البرية (TECIS) أول قمر صناعي في الصين يحمل الأساس على رادار الليزر، ويهدف في المقام الأول إلى رصد كميات كربون المواد العضوية في الأنظمة الإيكولوجية البرية وكذلك موارد الغابات وإنتاجيته. ويمكن لهذا القمر الصناعي أن يخدم الاستراتيجية الوطنية للكربون المزدوج، وكذلك عمليات التقييم والمراقبة الرئيسية لحماية وإعادة تأهيل الأنظمة الإيكولوجية الرئيسية في البلاد. في هذا البحث، تم تقييم بالتفصيل لقدرة بيِّن البيانات الكاملة لرادار الليزر على التعبير عن ارتفاع كرونة الغابة باستخدام مُقياس الارتفاع النسبي (RH) المختلف، وتم مقارنة الفروق في قدرة تحديد كرونة الغابة باستخدام بيانات الكلية الكاملة ذات معامل الفائدة الثابت وذات المعامل المتغير، وتم تحليل تأثير الميل على الاستخلاص من ارتفاع كرونة الغابة. وقد تم اختيار ستة مسارات لتحليل التجارب في منطقة اختبار كيبك بكندا، وأظهرت النتائج أن استخدام RH0 كقاعدة ارتفاع كرونة الغابة سيؤدي بشكل واضح إلى تفريط في ارتفاع كرونة الغابة. وقد أثبت ارتفاع معيار الضوضاء الخلفية باستخدام مضاعفات انحراف معيار الضوضاء الحد الأدنى الاستفادة من تحسين دقة ارتفاع كرونة الغابة، ولكن النتائج محدودة. وعند استخدام RH5 كقاعدة ارتفاع كرونة الغابة، فإنها تحسن بشكل كبير دقة ارتفاع كرونة الغابة. إذا كانت قاعدة الارتفاع أكبر مثل RH10 وما بعدها سيضفي تقدير ارتفاع كرونة للغابة بشكل أكثر، أما RH5 على قمة فوائد الارتفاع وهو غير مقدر إلى حد كبير لارتفاع الكرونة. استخدام البيانات الكلية الثابتة لرصد كرونة الغابة على القمر الصناعي TECIS، واستخدام RH5 كقياس لارتفاع كرونة الغابة، واستخدام سداسيات معايير الضوضاء لارتفاع كرونة الغابة، وبعد التنقية من نقاط الليزر الاستثنائية، ودقة الاستخلاص لارتفاع كرونة الغابة وهو RMSE تراوحت بين 3.58 متر - 4.23 متر، وME أقل من 1.0 متر، وMAE تراوحت ما بين 2.52 متر - 3.21 متر. تظهر أن الاستخدامات للكلية المتغيرة والكلية الثابتة لبيانات الكلية نفس القدر من دقة الاستخراج لارتفاع كرونة الغابة، ولكن مضاعفة انحراف معيار الضوضاء لارتفاع عتبة الكلية المتغيرة أقل من الكلية الثابتة. قاعدة الارتفاع RH5 كمبادئ تقدير ارتفاع كرونة الغابة تفوق بشكل ملحوظ على الوضع النهائي لموقع قمة الموجة، وأقل تأثرًا بالميل التضاريس. تكوين الكلية المتغيرة والكلية الثابتة مفيدة لرفع كفاءة البيانات. توصيات ذات الصلة ستدعم استخدام بيانات الرادار الليزر لرصد كرونة الغابة في استخدامات الأنظمة الإيكولوجية البرية للقمر الصناعي TECIS.
关键词
satellite laser altimetry;Terrestrial Ecosystem Carbon Inventory Satellite;Waveform LiDAR;forest canopy height;Relative Height Metrics;Background noise threshold;terrain slope;Canopy Hegiht Model