Mejora de la estimación de la acumulación forestal de Alptal, Suiza, utilizando características tridimensionales de coronas por el sistema de altimetría láser ICEsat-2
El sistema de altímetro láser ATLAS (Sistema Altimétrico Láser Topográfico Avanzado) a bordo del ICESat-2 (Satélite de Elevación de Hielo, Nubes y Tierra-2) representa un sistema avanzado de altimetría láser de alto y rápido para la captura rápida de información tridimensional de vegetación a gran escala, ampliamente utilizado en la inversión de parámetros forestales. Sin embargo, también tiene problemas de universalidad. Para este fin, este estudio, tomando el bosque mixto de coníferas y frondosas de Alptal, Suiza, como objeto de estudio, evaluó el papel de las características de la estructura tridimensional de la coronación en la mejora de la precisión de la estimación de la acumulación de datos ICEsat-2 en bosques complejos, y exploró la forma óptima del modelo aplicable a esta región, comparándolo con un modelo base que solo incluye características estadísticas de altura tradicionales. En primer lugar, los datos ICEsat-2 ATLAS depurados se subdividen en unidades de estimación de 100 m y se identifican y eliminan las unidades anormales a través del control de calidad para garantizar la calidad de los datos. Luego, mediante un método de preselección de características y un método de subconjuntos completos con restricción regular, se utilizan las características de la distribución de altura de la nube de puntos, características de altura de coronas y heterogeneidad de altura de coronas, características de estructura vertical para estimar la acumulación de bosques y se selecciona la forma óptima de combinación de características. Los resultados de la investigación muestran que el modelo óptimo de estimación de la acumulación de bosques en Alptal, Suiza, compuesto por la altura media de la parte superior de la corona, el percentil 65% de densidad, el volumen de coronas ponderadas por área foliar y el valor medio del perfil de ramas y hojas. Los resultados de la validación cruzada de diez veces muestran que la precisión de este modelo alcanza una precisión media de R2=0.78, RMSE=92.48 m3/hm2, rRMSE=0.24. En comparación, el modelo base que solo incluye características tradicionales tiene un R2=0.66, el rRMSE se reduce de 0.28 a 0.24, lo que indica que la introducción integral de características estructurales puede aumentar la precisión de la estimación de la acumulación de datos ICEsat-2 y mejorar el rendimiento de la estimación en bosques con una alta heterogeneidad de coronas. En resumen, el uso integral de características estructurales tridimensionales del bosque para mejorar la precisión de la estimación de la acumulación de bosques basada en datos ICEsat-2 puede mejorar efectivamente la idoneidad del modelo en condiciones de bosques complejos, proporcionando soporte metodológico para la monitorización de la acumulación y el almacenamiento de carbono en grandes áreas boscosas.
关键词
Acumulación forestal; ICEsat-2 ATLAS; Características tridimensionales del bosque; Heterogeneidad de altura de coronas; Estructura vertical; Control de calidad; Preselección de grupos; Subconjunto completo con restricción regular