Estimation of post-harvest vegetation recovery based on forest structural attributes using time series of satellite data

利用卫星数据时间序列根据森林结构属性估算采后植被恢复情况

基本信息

批准号：
21K14883
负责人：
志水克人
金额：
$ 2.5万
依托单位：
Forest Research and Management Organization
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K14883/
关键词：
衛星画像リモートセンシング植生回復伐採時系列 Landsat

项目摘要

本研究課題全体の目的は、時系列的に取得された衛星画像を利用して伐採後の植生の林分構造を表現する指標を検討し、植生回復状況を推定する手法を明らかにすることである。2022年度では、前年度に作成した日本全体の伐採箇所マップを利用し、衛星画像の指数を用いて植生回復を評価した。まず、伐採後の植生回復時における衛星画像（Landsat画像）のスペクトル変動と林冠高や樹冠被覆率との関係性を明らかにするため、スペクトルの時系列的変化をもとに判定した森林回復時の林冠高と樹冠被覆率の分布を、航空機レーザ計測データを用いて調べた。結果、伐採箇所ではスペクトル変化に伴い林冠高・樹冠被覆率などの林分構造の指標が伐採後に増加する傾向が見られた。また、森林回復の判定に利用した指標に応じて、森林回復時に森林の定義を満たす割合が変動することが明らかになった。次に、衛星画像のスペクトル情報と地上調査データを利用し、林分構造を推定する予測モデル作成し、精度を検証した。この際の精度は、既存の研究で報告された精度とほぼ同等であったが、植生回復の評価にはより高精度なモデルが必要と判断し、衛星画像および地上調査データに加えレーザ計測データの利用を検討した。衛星搭載レーザのGEDIと日本各地で取得された航空機レーザ計測データの両者を利用した。GEDIによるモデル作成では山岳地での推定精度が低下することがわかり、航空機レーザ計測データをモデル作成に利用することとした。複数地域で取得された航空機レーザ計測データを入手し、データ処理を行った。

该研究项目的总体目的是利用随时间推移获取的卫星图像来研究表示砍伐后植被林分结构的指标，并阐明估计植被恢复状况的方法。 2022年度，我们使用了前一年制作的日本全国砍伐地区地图，并利用卫星图像的指标评估了植被恢复情况。首先，为了阐明伐木后植被恢复过程中卫星图像（Landsat图像）的光谱波动与冠层高度和冠层覆盖度之间的关系，我们根据光谱的时间变化确定了森林恢复的时间，并研究了冠层的分布。使用飞机激光测量数据的高度和座舱盖覆盖范围。结果表明，在测井点，林分结构指标如冠层高度、冠层覆盖度随着光谱的变化在测井后呈增加趋势。另据透露，森林恢复时符合森林定义的森林百分比因用于确定森林恢复的指标而异。接下来，他们利用卫星图像和地面调查数据的光谱信息创建了一个预测模型，用于估计林分结构，并验证了其准确性。本例的精度与现有研究报告的精度几乎相同，但我们认为需要更准确的模型来评估植被恢复，因此除了卫星图像和地面测量数据外，我们还考虑使用了激光测量数据。使用同时使用了从日本各地获得的星载激光和飞机激光测量数据的GEDI。发现使用GEDI创建模型时，在山区估计精度下降，因此决定使用飞机激光测量数据进行模型创建。我们获取了多个地区采集的飞机激光测量数据并进行了数据处理。