Progress in quantitative remote sensing research of mangroves

WANG Junjie ,  

LI Qingquan ,  

WU Guofeng ,  

摘要

Важную роль в хранении углерода и смягчении изменения климата играют мангровые леса. По мере увеличения осознания охраны мангровых лесов как на местном, так и на мировом уровне, быстрого развития дистанционных методов наблюдения и искусственного интеллекта, заметно увеличилось количество исследований в области дистанционного наблюдения за мангровыми лесами. Литературный анализ обнаружил, что всего 18,7% научных статей в журналах SCI посвящены количественному дистанционному наблюдению за мангровыми лесами, и отсутствует систематическое обобщение в этой области. Настоящее исследование, путем методов библиометрии и обзора литературы, систематически рассматривает прогресс и перспективы количественного дистанционного наблюдения за мангровыми лесами, чтобы предоставить ориентацию для соответствующих исследований. Результаты показывают, что: (1) В период с 2013 по 2024 годы количество статей по различным количественным параметрам дистанционного наблюдения взорвалось, и типы исследуемых параметров постепенно разнообразились, от традиционных биофизических параметров (надземная биомасса, высота деревьев и индекс листовой площади (LAI)), до биохимических параметров, таких как питательные элементы и эквивалентность водной толщи, а также параметры экологической функции, такие как продуктивность, фенология, фотосинтез и биоразнообразие. Наибольшее количество статей посвящено надземной биомассе (или запасу углерода), затем высоте деревьев, LAI, содержанию хлорофилла и питательных элементов. (2) Источники дистанционных данных разнообразны, и исследователи все больше обращают внимание на сравнительный анализ производительности различных дистанционных датчиков и совместное использование данных из различных источников, что повышает точность реконструкции различных параметров. (3) Модели восстановления, основанные на машинном обучении, преобладают, и RF и XGBoost стали основными методами восстановления количественных данных по дистанционному наблюдению мангровых лесов, недостаточно исследований физических моделей. (4) Пространственный диапазон исследований постепенно расширился до глобального масштаба и масштаба отдельного дерева, предоставляя важные данные на разных уровнях для оценки здоровья мангровых лесов и исследования углеродного цикла. (5) Количественное дистанционное наблюдение мангровых лесов для оценки состояния здоровья, оценки бедствий и управления восстановлением экосистем становится все более важным. В будущем исследованиям следует усилить разработку количественных продуктов дистанционного наблюдения биохимических и экологических функциональных параметров для мангровых лесов на национальном / глобальном масштабе, создать трехмерные продукты дистанционного наблюдения мангровых лесов для различных параметров (верхний слой кроны, покровные растения, корни и почва), уделить внимание глубокому интегрированию моделей экологических процессов и искусственного интеллекта для защиты, восстановления и устойчивого управления мангровыми лесами, чтобы поддержать научные, надежные теоретические основы и методы для борьбы с срочными экологическими вызовами, такими как глобальные изменения климата.

关键词

quantitative remote sensing;mangrove;UAV;Satellite image;biophysical parameter;biochemical parameter;bibliometric

阅读全文