Fortschritte in der quantitativen Fernerkundung von Mangroven

WANG Junjie ,  

LI Qingquan ,  

WU Guofeng ,  

摘要

Mangroven spielen eine entscheidende Rolle bei der Speicherung von Kohlenstoff und der Milderung des Klimawandels. Mit dem wachsenden Bewusstsein für den Schutz von Mangroven im In- und Ausland sowie dem schnellen Fortschritt von Fernerkundungssensoren und KI-Technologien ist die Forschung im Bereich der fernerkundungsbasierten Mangrovenuntersuchungen signifikant angestiegen. Eine Literaturrecherche ergab, dass nur 18,7% der wissenschaftlichen Artikel von SCI-Zeitschriften die quantitativen Fernerkundungen von Mangroven evaluieren, und es fehlt an systematischen Zusammenfassungen in diesem Bereich. Diese Studie ist durch Bibliometrie und Literaturrecherche dazu in der Lage, den Fortschritt und die Perspektiven der fernerkundungsbasierten Mangrovenuntersuchung systematisch zu analysieren und bietet somit eine Referenz für die entsprechende Forschung. Die Ergebnisse zeigen: (1) Im Vergleich zu der Zeit von 1996 bis 2012 ist die Forschung zu verschiedenen quantitativen Fernerkundungsparametern zwischen 2013 und 2024 explosionsartig angestiegen. Zudem ist eine allmähliche Diversifizierung der untersuchten Parameter zu beobachten, angefangen von traditionellen bio-physikalischen Parametern (Biomasse über dem Boden, Baumhöhe und Blattflächenindex (LAI)), bis hin zu biochemischen Parametern wie Nährstoffelementen und gleichwertiger Wasserdicke sowie ökologischen Funktionsparametern wie Produktivität, Phänologie, Photosynthese und Biodiversität. Die Biomasse über dem Boden (oder der Kohlenstoffspeicher) ist der am meisten untersuchte Parameter, gefolgt von Baumhöhe, LAI, Chlorophyllgehalt und Nährstoffgehalt. (2) Die Vielfalt an Fernerkundungsdatenquellen nimmt zu und Forscher achten zunehmend auf den Vergleich der Leistung verschiedener Fernerkundungssensoren sowie auf die kombinierte Anwendung von Fernerkundungsdaten aus verschiedenen Quellen, was die Genauigkeit der Rückgewinnung verschiedener Parameter erhöht. (3) Rückgewinnungsmodelle sind hauptsächlich auf maschinellem Lernen aufgebaut, wobei RF und XGBoost die derzeitigen Hauptmethoden für die quantitative Fernerkundung von Mangroven sind, und es an Forschung zu physischen Modellen mangelt. (4) Der räumliche Umfang der Untersuchung hat sich allmählich auf weltweite und individuelle Baummaßstäbe ausgeweitet und somit wichtige Daten auf verschiedenen Ebenen für die Beurteilung der Gesundheit von Mangroven und die Kohlenstoffzyklusforschung bereitgestellt. (5) Die quantitative Fernerkundung von Mangroven im Hinblick auf Gesundheitsbewertung, Katastrophenbewertung und ökologische Restaurationsmanagement wird zunehmend an Bedeutung gewinnen. Zukünftige Untersuchungen sollten sich auf die Entwicklung von quantitativen Fernerkundungsprodukten für biochemische und ökologische Parameter von Mangroven im nationalen/globalen Maßstab konzentrieren, den Aufbau eines dreidimensionalen Fernerkundungsüberwachungssystems für verschiedene Maßstäbe von Mangroven (oberstes Kronenniveau, Unterwuchsvegetation, Wurzeln und Böden) und auf die Integration von ökologischen Prozessmodellen von Mangroven mit künstlichen Intelligenzmodellen. Dies dient als wissenschaftliche und zuverlässige theoretische und methodische Grundlage zum Schutz, zur Wiederherstellung und zum nachhaltigen Management von Mangroven und trägt so dazu bei, dringende Umweltprobleme wie den globalen Klimawandel zu bewältigen.

关键词

Quantitative Fernerkundung; Mangroven; Drohnen; Satellitenbilder; Bio-physikalische Parameter; Biochemische Parameter; Bibliometrie

阅读全文