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谢雨桐1, 黄友菊2, 田义超1,3,4,5*, 韩广萍3, 张强1, 陶进1, 杜金泽1, 彭子杰1
1.北部湾大学海洋学院,资源与环境学院,广西 钦州 535011;
2.自然资源部热带海洋生态系统与生物资源重点实验室,自然资源部第四海洋研究所,广西 北海 536015;
4.广西平陆运河与北部湾沿岸生态系统观测研究站,广西北部湾海洋环境变化与灾害重点实验室,广西 钦州 535011;
5.北部湾大学北部湾海洋地理信息资源开发利用重点实验室,广西 钦州 535011;
6.北部湾大学北部湾海洋发展研究中心,广西 钦州 535011;
XIE Yutong1, HUANGYouju2, TIAN Yichao1,3,4,5*, HAN Guangping3, ZHANG Qiang1, TAO Jin1, DU Jinze1, PENG Zijie1
1.College of Marine Sciences and College of Resources and Environment, Beibu Gulf University, Qinzhou, Guangxi 535011;
2.Key Laboratory of Tropical Marine Ecosystems and Biological Resources, Ministry of Natural Resources, Fourth Institute of Oceanography, Ministry of Natural Resources, Beihai, Guangxi 536015;
3.Guangxi Zhuang Autonomous Region Remote Sensing Institute of Natural Resources, Nanning, Guangxi 530023;
4.Pinglu Canal and Coastal Ecosystem Observation and Research Station of the Beibu Gulf, Key Laboratory of Marine Environmental Changes and Disasters of the Beibu Gulf, Qinzhou, Guangxi 535011;
5.Key Laboratory of Marine Geographic Information Resource Development and Utilization of the Beibu Gulf, Beibu Gulf University, Qinzhou, Guangxi 535011;
6.Beibu Gulf University Beibu Gulf Marine Development Research Center, Qinzhou, Guangxi 535011)
摘要: 快速、准确地获取红树林三维结构参数是估算其地上生物量(Above Ground Biomass, AGB,AGB)的关键。虽然已有不少研究结合光谱数据估算红树林AGB,但利用自动机器学习(AutoML)进行模型优选并分析特征可解释性的研究仍较少。本文基于异速生长方程,利用高分辨率无人机激光点云数据提取红树林的三维结构信息,结合国产高分二号卫星影像光谱特征,以中国广西北部湾钦江入海口处的红树林为研究区域,基于点云的三维结构分析揭示了该区域红树林的冠层形态特征并以此为基础,使用AutoML Flaml框架构建了红树林AGB反演模型。结果表明:Flaml框架优选的LightGBM算法模型性能良好(训练集精度0.98,测试集精度0.84,测试集标准差11.32);激光点云提取的结构参数(如高度统计量)以及蓝光波段、NPCI等光谱特征对AGB反演贡献显著,整体研究区红树林面积减少约50.59%,生物量损失约49.36%,但平均密度有所提高。本研究验证了激光点云结合AutoML在高效反演红树林三维结构及生物量方面的可行性与优势,为研究区红树林生态系统评估提供了重要的数据支撑和方法参考。