Development of a simultaneous evaluation method of biodiversity and carbon stock in forest ecosystems using satellite-borne LiDAR data

利用星载激光雷达数据开发森林生态系统生物多样性和碳储量同步评估方法

• 批准号: 22H02392
• 负责人: 佐藤 保
• 金额: $ 9.48万
• 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 Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H02392/
• 关键词: 森林炭素; 樹木種多様性; 衛星ライダ; 広域推定; 階層構造

本課題は、森林生態系を対象として、1)森林の階層性と生物多様性（以下、多様性とする）と炭素蓄積量（以下、炭素量とする）の関係性を科学的に実証し、２）Landsatなどの従来のリモセンデータに、衛星ライダによって得られるデータを加えることで、多様性と炭素量を局所～広域のマルチスケールで広域推定する手法を開発する、ことを目的とする。本年度は落葉広葉樹林を対象にレーザ距離計を用いた階層構造の把握を地上で行うとともに、UAVに搭載したレーダによる点群データを活用し、林分高の空間分布の把握を行なった。遷移段階の異なる林分で葉群の階層構造をレーザ距離計による計測結果で比較したところ、階層構造の複雑さを示すFHDは成熟林で平均2.62であったのに対し、皆伐母樹保残施業により更新された林分では平均で２未満の値を示し、成熟林でより多層な葉群の構造が認められた。また、渓流や急傾斜地など様々な地形要素を含む場所でUAVレーザ測量による点群データを処理し、林分高の空間分布図を作成した。空間解像度を0.5m四方にした場合、かなりの頻度で地表面にまでレーダが到達しており、渓流や林道などを正確に把握している一方で、林内の閉鎖具合がやや過小に評価されているようであった。調査地点の最大樹高は25m付近であるが、空間データのヒストグラムからは大きなずれは認められなかった。このことからUAVレーダによる点群データから階層構造の推定は可能であると考えられた。樹木種の多様性と炭素蓄積量を広域に把握するために地上調査とUAVレーザ測量により階層構造を計測した結果、遷移段階により階層構造の複雑さが異なることが明らかになり、これは衛星データによる森林機能の広域推定手法の確立に貢献する成果となる。

本期旨在通过将卫星激光雷达（Satellite LiDar）获得的数据（如Landsat）添加到传统的Rimose数据（例如Landsat），来开发一种从本地到大规模的多样性和碳含量的多尺度局部和广泛估计的方法。今年，我们能够使用激光测距仪掌握地面上落叶森林的分层结构，并且我们还使用了安装在无人机中的雷达的点云数据来了解支架高度的空间分布。当使用激光测距仪测量值比较具有不同过渡阶段的叶子组的层次结构时，在成熟森林中，表现出分层结构的复杂性的平均FHD在成熟的森林中为2.62，而平均价值则小于2的平均价值，而在明确的母树维护中，平均值不到2.62。此外，使用无人机激光调查在包含各种地形元素（例如山流和陡峭的坡度）的位置处理点云数据，以创建一个空间高度的空间分布图。当空间分辨率设置为0.5m平方时，雷达很频繁地到达地面，并且准确地了解山间溪流和森林道路，但似乎被低估了森林内部的封闭。调查站点的最大高度约为25m，但与空间数据的直方图没有明显的偏差。这使得使用无人机雷达从点云数据估算层次结构成为可能。使用地面调查和无人机激光调查来测量层次结构，以掌握在广泛区域中树种和碳积累的多样性，并且发现层次结构的复杂性取决于过渡阶段，这取决于过渡阶段的结果，这是对使用Satellite satellite satellite satellite Data的整体估算方法的贡献的结果。

项目成果

施業履歴の異なるブナ林20年間の動態と地上部現存量変化

20年不同经营历史山毛榉林动态及地上生物量变化

• 发表时间: 2023
• 作者: 野口麻穂子;齋藤智之;直江将司;酒井敦;澤田佳美;八木橋勉;太田敬之;櫃間岳;正木隆;杉田久志
• 通讯作者: 杉田久志