Fortschritte in der quantitativen Fernerkundung von Mangroven

WANG Junjie ,  

LI Qingquan ,  

WU Guofeng ,  

摘要

Mangroven spielen eine entscheidende Rolle bei der Kohlenstoffspeicherung und der Bekämpfung des Klimawandels. Mit dem steigenden Bewusstsein für den Schutz von Mangroven auf nationaler und internationaler Ebene sowie der raschen Entwicklung von Fernerkundungssensoren und KI-Technologie hat die Forschung im Bereich der fernerkundung von Mangroven erheblich zugenommen. Eine Literaturrecherche ergab, dass nur 18,7% der SCI-Zeitschriftenartikel die quantitative Fernerkundung von Mangroven behandeln, und es mangelt an einer systematischen Zusammenfassung in diesem Bereich. Diese Studie führt eine bibliometrische Analyse und Literaturrecherche durch, um den Fortschritt und die Perspektiven der quantitativen Fernerkundung von Mangroven systematisch zu durchleuchten und so Referenzen für verwandte Forschungen zu liefern. Die Ergebnisse zeigen: (1) Im Vergleich zum Zeitraum 1996-2012 hat die Forschung zu verschiedenen Parametern der quantitativen Fernerkundung zwischen 2013 und 2024 einen explosionsartigen Anstieg verzeichnet, und die untersuchten Parametertypen haben sich allmählich diversifiziert, von traditionellen biophysikalischen Parametern (Biomasse auf dem Boden, Baumhöhe und Blattflächenindex) bis hin zu biochemischen Parametern wie Nährstoffelemente und äquivalente Wasserdicke sowie funktionalen ökologischen Parametern wie Produktivität, Phänologie, Photosynthese und biologische Vielfalt. Die Forschung zur Biomasse auf dem Boden (oder zur Speicherung von Kohlenstoff) ist am umfangreichsten, gefolgt von der Baumhöhe, dem Blattflächenindex, dem Chlorophyllgehalt und dem Nährstoffgehalt. (2) Die Datenquellen für die Fernerkundung sind vielfältig, und die Forscher achten zunehmend auf den vergleichenden Analyse von unterschiedlichen Fernerkundungssensoren und die gekoppelte Anwendung von Fernerkundungsdaten aus verschiedenen Quellen, was die Genauigkeit der Inversion verschiedener Parameter verbessert. (3) Die Inversionsmodelle werden von maschinellen Lernmodellen dominiert, und Random Forest (RF) und XGBoost haben sich zu den Hauptmethoden bei der quantitativen Fernerkundung von Mangroven entwickelt, während die Forschung zu physikalischen Modellen unzureichend ist. (4) Der räumliche Umfang der Forschung hat sich allmählich auf globaler und Einzbaumengen erweitert und liefert wichtige Daten auf unterschiedlichen Ebenen zur Beurteilung der Gesundheit von Mangroven und zur Erforschung des Kohlenstoffzyklus. (5) Die quantitative Fernerkundung von Mangroven wird zunehmend für die Bewertung des Gesundheitszustands, die Katastrophenbewertung und das Management der ökologischen Wiederherstellung geschätzt. Künftige Forschungsschwerpunkte sollten auf die Entwicklung quantitativer Fernerkundungsprodukte für biochemische und ökologische Funktionen von Mangroven im nationalen/globalen Maßstab, den Aufbau eines stereoskopischen fernerkundungssystems für Mangroven auf mehreren Ebenen (oberes Kronendach, Unterholzvegetation, Wurzeln und Boden) und die tiefgreifende Verschmelzung von Mechanismenmodellen für ökologische Prozesse von Mangroven und KI-Modellen gerichtet sein, um eine wissenschaftliche und verlässliche theoretische und methodische Grundlage für den Schutz, die Wiederherstellung und das nachhaltige Management von Mangroven zu schaffen und damit dazu beizutragen, dringende Umweltprobleme wie den globalen Klimawandel zu bewältigen.

关键词

Quantitative Fernerkundung; Mangroven; Drohnen; Satellitenbilder; Biophysikalische Parameter; Biochemische Parameter; Bibliometrie

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