全 文 ：第 ws卷 第 w期
u s s w年 z 月
林 业 科 学
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∂²¯1ws o‘²1w
∏¯ qou s s w
基于高分辨率卫星图像的立木材积表的编制 3
林 辉tl 吕 勇vl
k中南林学院资源与环境学院 株洲 wtussyl
宁晓波ul
k贵州省林业勘察设计院 贵阳 xxsssvl
摘 要 } 以 ±∏¬¦®…¬µ§卫星图像和杉木为研究对象 o在对图像进行精处理的基础上 o通过在图像上测定出杉木冠
幅 o建立了胸径和冠幅的一元回归模型 }∆t1v € u1uut n w1v|vΧ® o由不同冠幅值计算出的胸径查一元材积表 o据此编
制出一元卫星图像立木材积表 ~根据图像上测算出树高和冠幅 o建立了二元回归模型 }ς€ p s1uwy sx n s1stv {sy Χ®
n s1svx uyv Ηo据此编制出了卫星图像二元立木材积表 ∀杉木在图像上的高是通过建立杉木树高与胸径关系模
型 }Η€ ∆
u
t1v
kt1zwy n s1utx ∆t1vlu测算得来 ∀
关键词 } ±∏¬¦®…¬µ§卫星图像 o建模 o杉木 o立木材积表
中图分类号 }≥zzt1{ 文献标识码 }„ 文章编号 }tsst p zw{{kusswlsw p ssvv p sz
收稿日期 }ussv p tu p sw ∀
基金项目 }国土资源部 {yv项目/重大行业 v≥应用示范kussu„„tvwszsl0 o湖南省杰出中青年专家科技专项计划资助项目ksu≠…ssxl和株
洲市国土局数字国土项目/土地利用遥感技术体系研究0 ∀
3 tl !ul !vl为作者排序 ∀
Χοµ πιλινγ τηε Στανδινγ ς ολυµε Ταβλε οφ Χηινεσε Φιρ Βασεδ
ον τηε Ηιγη2Ρεσολυτιον Σατελλιτε Ιµαγε
¬± ‹∏¬tl | ≠²±ªvl
k Τηε Φαχυλτψοφ Ρεσουρχεσ ανδ Ενϖιρονµεντo ΧεντραλΣουτη Φορεστρψ Υνιϖερσιτψ Ζηυζηουwtussyl
‘¬±ª÷¬¤²¥²ul
k Γυιζηου Φορεστ Συρϖεψ ανδ ∆εσιγν Ιντιτυτε Γυιψανγxxsssvl
Αβστραχτ } ׫¬¶³¤³¨µ©²¦∏¶¨§²±«²º·²¦²°³¬¯¨ √²¯∏°¨ ·¤¥¯¨²©≤«¬±¨ ¶¨ ƒ¬µ¤¦¦²µ§¬±ª·² ‹¬ª«2µ¨¶²¯∏·¬²± ±∏¬¦®…¬µ§¬°¤ª¨ o·«¨
°¨ ·«²§¬¶·«¨ ©²¯ ²¯º¬±ª}׫¨ ¦µ²º± º¬§·«²©©¬µº¤¶°¨ ¤¶∏µ¨§²±·«¨ ¬±·¨±¶¬√¨ ³µ²¦¨¶¶¨§±∏¬¦®…¬µ§¬°¤ª¨ o¤±§¶¬±ª¯¨¨¯ °¨¨ ±·µ¨2
ªµ¨¶¶¬²± °²§¨¯²©¦µ²º± º¬§·«) «¨¬ª«·²©¥µ¨¤¶·º¤¶¥∏¬¯·} ∆t qv € u quut n w qv|vΧ® o√²¯∏°¨ ²© ¤¨¦«©¬µ·µ¨¨¦¤± ¥¨ ²¯²®¨ §∏³
¬±·«¨ ¶¬±ª¯¨¨¯ °¨¨ ±·√²¯∏°¨ ·¤¥¯¨¤¦¦²µ§¬±ª·²§¬©©¨µ¨±·√¤¯∏¨ ²© ∆t qv ¬± §¬©©¨µ¨±·¦µ²º± º¬§·«o¶² °²±²2©¤¦·²µ√²¯∏°¨ ·¤¥¯¨¦¤±
¥¨ ¦²°³¬¯¨ §q…¬±¤µ¼ µ¨ªµ¨¶¶¬²± ¨´ ∏¤·¬²±o ς€ p s quwy sx n s qstv {syΧ® n s qsvx uyv Ηoº¤¶°²§¨¯¨ §¤¦¦²µ§¬±ª·² «¨¬ª«·
¤±§¦µ²º± ¥µ¨¤§·« °¨ ¤¶∏µ¨§²± ·«¨ ¬°¤ª¨ q ׫¨ «¨¬ª«·²©·«¨¨ ²± ·«¨ ¬°¤ª¨ ¦¤± ¥¨ ª¤¬±¨ § ¥¼ ·«¨ ©²¯ ²¯º¬±ª °²§¨¯} Η €
∆ut qv
kt qzwy n s qutx ∆t qvlu q⁄∏¤¯2©¤¦·²µ√²¯∏°¨ ·¤¥¯¨º¤¶·«¨ ± ¦²°³¬¯¨ §q
Κεψ ωορδσ} ±∏¬¦®…¬µ§¶¤·¨¯ ¬¯·¨¬°¤ª¨ o ²§¨ ¬¯±ªo≤«¬±¨ ¶¨ ƒ¬µo≥·¤±§¬±ª√²¯∏°¨ ·¤¥¯¨
利用遥感技术测算森林资源一直是林业工作者不断探索和实践的内容 o过去林业上卫星遥感应用的信
息源主要是 א o利用这种图像测算蓄积量一直是很多学者研究的内容 o这种图像上很难测定出蓄积量相关
的测树因子 o只能采用大量的间接因子建立数学模型对林分的蓄积量进行估测k赵宪文等 ousst ~侯长谋等 o
usssl ∀us世纪 {s年代林业遥感曾探讨过利用航空像片编制航空像片材积表 o如利用比例尺为tΒts sss的
航空像片编制航空像片立木材积表 o利用tΒux sss的航空像片编制航空像片林分材积表 o像片比例尺越大 o
材积表的精度也越高k林辉等 oussu ~欧润贵 ot|{|l ∀至少比同一时期利用卫星图像测算蓄积量的精度要高 o
但由于编制这种材积表的成本太高 o实际上航空像片材积表并未编制出来 ∀随着遥感技术的飞速发展 o遥感
图像的分辨率有了大幅度提高 o如 ±∏¬¦®…¬µ§卫星图像的空间分辨率现已高达 s1yt ° o现代高分辨率的卫星
图像实际上已超过了许多航空像片的分辨率 o如比例尺为tΒts sss的航空像片的分辨率大约为 u °左右 o而
s1yt °分辨率的 ±∏¬¦®…¬µ§图像大约相于比例尺在tΒx sss左右的航空像片 o随着卫星图像分辨率进一步提
高 o如 ŒŽ’‘’≥计划在 ussw年发射分辨率为 s1uz °的卫星 o遥感图像上不仅能显示出大的地形地貌 o还能清
楚地反映出地物的细部特征 o在这种图像上进行小斑区划和面积求算可以高精度地满足生产要求 o但蓄积量
的测算仍不理想 ∀编制卫星图像材积表的条件已趋成熟 ∀
t 研究区情况介绍
本研究区位于株洲市河西地区 o总面积 tys ®°u ∀研究区内森林覆盖率比较高 o以杉木k Χυννινγηαµια
λανχεολαταl和马尾松k Πινυσ µασσιονιαναl人工林为主 ∀地形平坦 o起伏不大 o相对高差不足 xs °∀
u ±∏¬¦®…¬µ§数据预处理
211 数据质量分析
本次购买的遥感数据覆盖了株洲市河西地区 o地形平坦 o最大高差不足 xs ° o最高建筑物为株洲电视
塔 o高度为 vyx °∀数据接收时间为 ussu年 w月 t日 oŠ¨ ²·¬©©格式 o无云 o数据质量较好 ∀
212 ΘυιχκΒιρδ 图像颜色处理
彩色处理是遥感图像处理的重要环节 o±∏¬¦®…¬µ§数据共有 w个单波段和 t个全波段 o这些波段合成后的
图像一般与地面真实颜色不相符 o即通常所称的假彩色图像 ∀假彩色的配色方式可以是多种多样的 o如以
±∏¬¦®…¬µ§w个波段中的 v个波段为一组 o分别配以红 !绿 !蓝 v种颜色 o共有 uw种配色方案 ∀再加上对各波段
分别进行的增强 o波段间的运算处理 o组合更多k宁小年等 ot||x ~孙家扌丙等 ot||z ~章孝灿等 ot||zl ∀
假彩色图像在遥感中相当普遍 o但对 ±∏¬¦®…¬µ§高分辨率图像来说 o最好能实现真彩色 o这样更有利于判
读 ∀经过试验发现 o采用 ∞•  „°°∞• 软件对遥感数据进行融合 o反差增强和比值处理后 o图像不仅分辨率
高 o颜色也接近于真彩色 ∀其处理过程为 }将源数据读入后 o采用 • Š…算法 o在红 !绿 !蓝 v个通道分别付给
v !u !t波段的数据 o增加一个绿色层 o付给第 u波段和第 w波段数据的平均值 ~再增加上一个¬±·¨±¶¬·¼层 o付
给全波段数据 o各层分别反差增加 o然后将这 x层数据进行融合 o处理后的图像效果较好 ∀
213 ΓΠΣ测定地面控制点(ΓΧΠ)
由于 ±∏¬¦®…¬µ§图像的空间分辨率较高 o常用的tΒts sss地形图不能满足其作为控制点的精度要求 o
tΒxss地形图比较合适 o但现有的tΒxss地形图数据非常有限 o不能覆盖全部研究区 o为了保证 Š≤°的精度 o本
次采用了 Š°≥实测地面控制点的方法 ∀
u1v1t 布设地面控制点 在图像上均匀布设了 tv个控制点 o由于图像分辨率较高 o为使野外定位精度更
高 o交叉路口 !道路河流的拐弯点均不能用作控制点 o本次控制点大多选择在宽度在 s1x °左右的细小田埂
和小道的交叉处 o野外定位更准确 ∀采用天宝公司静态 Š°≥对每个控制点进行实测 o另选取 v个国家三级控
制点作为已知点参与外业测量和内业解算 ∀
u1v1u Š°≥数据接收及处理 外业测定的 Š°≥数据经天宝公司软件 ×µ¬°¥¯¨ Š¨ ²°¤·¬¦¶’©©¬¦¨ 导入到系统内 o
经平差后各点坐标在单方向上的最大误差为 t1| ¦°o最小误差为 s1x ¦°o精度较高 o可以作为对 ±∏¬¦®…¬µ§图
像进行几何校正的控制点 ∀
214 ΘυιχκΒιρδ 图像几何精校正
u1w1t 二次多项式法几何校正 利用遥感图像处理软件 ∞•  „°°∞• y1u对 ±∏¬¦®…¬µ§图像进行二次多项式
法几何校正 o校正时每个控制点的均方根误差均控制在 t个像元以内 o以保证纠正后的图像具有较高的精
度 ∀当某个控制点的累积误差较大时 o应作适当调整 o以分散其误差 ∀
u1w1u 平面点位精度分析 将纠正后的图像同tΒxss地形图叠加 o其匹配效果非常好 ∀进一步在遥感图像
上均匀选取了 t|个点 o并同 tΒxss地形图上相应点的坐标进行比较 o计算点位误差 o结果点位误差均小于
t ° o若换算成像元 o点位误差在 t个像元左右 o说明纠正后的图像具有较高的精度 o见表 t ∀
wv 林 业 科 学 ws卷
表 1 点位误差分析
Ταβ . 1 Ερρορσ οφ Χηεχκ Ποιντσ
‘²q
地形图坐标 ÷
÷ ²±·«¨
·²³¤ªµ¤³«¼ °¤³
地形图坐标 ≠
≠ ²±·«¨
·²³¤ªµ¤³«¼ °¤³
遥感图像坐标 ÷
÷ ²±·«¨ µ¨°²·¨
¶¨±¶¬±ª¬°¤ª¨
遥感图像坐标 ≠
≠ ²±·«¨ µ¨°²·¨
¶¨±¶¬±ª¬°¤ª¨
∃÷ ∃≠
点位误差
∞µµ²µ¶²© ≤«¨¦®
°²¬±·¶Π°
点位误差k像元l
∞µµ²µ¶²© ≤«¨¦®
°²¬±·¶k°¬¬¨ l¯
t w|{ usu1|w v s{s x|s1u| w|{ usu1wt v s{s x|s1sv s1xv s1uy s1x|s v s1|{v |
u w|{ twx1{s v s{s yvs1zu w|{ twx1zy v s{s yvs1yw s1sw s1s{ s1s{| s s1tw{ v
v w|{ txy1xs v s{s ux{1x| w|{ txy1|y v s{s ux{1tv p s1wy s1wy s qywy { t1sz{ s
w w|| |{v1z{ v s{s tts1ty w|| |{v1zz v s{s tts1vu s1st p s1ty s qtyw { s1uzw y
x xss tux1v{ v sz{ wyv1|| xss tux1zy u sz{ wyv1tx p s1v{ s1{w s1|ux z t1xwu {
y w|| |uw1vy v sz{ yvy1|v w|| |uw1t{ u sz{ yvz1u| s1t{ p s1vy s qwsw u s1yzv z
z w|| sut1wx v sz{ uz{1uu w|| sut1u{ v sz{ uzz1|u s1tz s1vs s1vwu w s1xzs z
{ w|v |tu1|s v s{t vys1xs w|v |tu1yx v s{t vys1s{ s1ux s1wu s1w|u | s1{ut x
| w|| {ss1vw v sz| {xy1zu w|| {ss1tz v sz| {xy1{y s1tz p s1tw s quuu u s1vzs u
ts w|s uyw1tx v s{s z|z1|u w|s uyw1sv v s{s z|{1tx s1tu p s1uw s quyu x s1wvz x
tt w|t tvs1ws v szw zut1sx w|t tvs1uy v szw zus1|s s1tw s1tx s1ust x s1vvy s
tu w|w xx|1|t v szw wxz1tx w|w xx|1yt v szw wxz1yw s1vs p s1w| s qxzv z s1|xy u
tv w|w |ss1x{ v sz{ wxz1zu w|w |ss1x{ v sz{ wxy1{t s1ss s1|t s q|s{ s t1xtv v
tw w|u xyy1yy v sz{ x|v1z{ w|u xyy1sv v sz{ x|v1w| s1yv s1u| s qy{| u t1tw{ y
tx w|y txt1{s v s{s zy|1tx w|y txt1us v s{s zy|1x| s1ys p s1ww s qzw| v t1uw{ w
ty w|{ s{v1|y v sz| vuz1x{ w|{ s{w1w{ v sz| vuz1yw p s1xu p s1sy s1xuw { s1{zw z
tz xss syw1zz v sz| ut|1zt xss syx1wv v sz| ut|1xy p s1yy s1tx s qyzv x t1tuu w
t{ w|x u|s1uv v szy zvs1vs w|x u{|1yz v szy zvs1yy s1xy p s1vz s qyyx t t1ts{ x
t| w|| svw1xs v szw z{u1xw w|| svw1vz v szw z{u1tz s1tv s1vz s qv|u w s1yxw t
v ±∏¬¦®…¬µ§图像上单株杉木冠幅的测定
为了准确测定出 ±∏¬¦®…¬µ§图像上单株树木的冠幅 o首先在城区进行了预试验k见图 tl ∀在图像上对每
株树木k樟木 oΧινναµοµυµ χαµπηοραl进行标记 o采用 ∞• „°°∞• 软件测定出每株樟树的冠幅大小 o冠幅取
南北和东西两个方向的平均值 o然后通过地面定位后 o实测冠幅 o结果如表 u ∀全部单株树木冠幅平均相差
s1vt ° o相对误差为 x h o说明利用卫星图像可以准确测出单株树木的冠幅 ∀
图 t ±∏¬¦®…¬µ§图像上的单株樟木
ƒ¬ªqt ≤¤°³«²µ·µ¨ k¨ Χινναµοµυµ χαµπηοραl²±·«¨ ±∏¬¦®…¬µ§Œ°¤ª¨
xv 第 w期 林 辉等 }基于高分辨率卫星图像的立木材积表的编制
表 2 地面实测单株冠幅同 ΘυιχκΒιρδ 图像上测定值比较
Ταβ . 2 Χροων ωιδτη οφ χαµ πηορ τρεε( Χινναµοµ υµ χαµπηορα)ον τηε γρουνδ ανδ ον τηειµαγε ρεσπεχτιϖελψ °
编号
‘²q
地面实测冠幅
Œ±§¬√¬§∏¤¯ ¦µ²º± º¬§·«²±·«¨ ªµ²∏±§
图上实测冠幅
Œ±§¬√¬§∏¤¯ ¦µ²º± º¬§·«²±·«¨ ¬°¤ª¨
南北向 ‘p ≥ 东西向 • p ∞ 平均  ¤¨± 南北向 ‘p ≥ 东西向 • p ∞ 平均  ¤¨±
差值
∞µµ²µ
相对误差
• ¨¯¤·¬√¨ µ¨µ²µΠh
t y1|u z1vu z1tu y1sy y1{w y1wx s1yz |1wt
u x1yu x1{x x1zw w1|x x1vw x1tx s1x| ts1u|
v z1ys z1zs z1yx z1sw z1w{ z1uy s1v| x1ts
w x1v{ x1{y x1yu w1yu x1x| x1tt s1xu |1ty
x x1sv x1wu x1uv w1zs w1|| w1{x s1v{ z1uz
y w1{z x1zu x1vs w1ss w1{y w1wv s1{z ty1vw
z y1{y y1|s y1{{ y1zt y1tt y1wt s1wz y1{v
{ u1|s v1wy v1t{ u1wu u1zz u1ys s1x| t{1ws
| y1sv x1vs x1yz y1tv x1wu x1z{ p s1tt p t1|w
ts z1ws z1yx z1xv z1st z1xt z1uy s1uz v1xu
tt y1wu y1vs y1vy y1zt y1yu y1yz p s1vt p w1{s
tu w1wy w1{s w1yv w1zs w1yt w1yy p s1sv p s1xw
tv x1u{ y1vx x1{u x1wz x1xt x1w| s1vv x1x|
tw y1wz y1vz y1wu y1yz y1vy y1xu p s1ts p t1w{
tx z1s{ z1x{ z1vv y1y| z1vs z1ss s1vw w1xz
ty {1tu {1yx {1v| z1ut {1ts z1yy s1zv {1zt
tz w1{s x1t{ w1|| w1xy x1ts w1{v s1ty v1ut
t{ y1t{ x1zx x1|z x1|x x1ys x1z{ s1t| v1t|
t| z1ss z1uu z1tt y1y{ z1tv y1|t s1ut u1{{
us y1uv y1vy y1vs y1t| y1tu y1ty s1tw u1uu
平均  ¤¨± y1ty x1{x s1vt x1ts
w 单株杉木冠幅的测定
图 u 在 ±∏¬¦®…¬µ§图像上的 t{号杉木
ƒ¬ªqu ≤«¬±¨ ¶¨ ƒ¬µt{ ²±·«¨ ±∏¬¦®…µ¬§¬°¤ª¨
图 v 地面实拍的 t{号杉木
ƒ¬ªqv ≤«¬±¨ ¶¨ ƒ¬µt{ ²±·«¨ ªµ²∏±§
按照以上方法 o以杉木为研究对象 o在图像上确定适合的杉木并进行编号 o野外对每棵树进行定位 o拍
照 o实测胸径 o树高和冠幅 ∀
由于树木在图像上处于不同的地理位置 o测定时有的树木会产生较大的偏差 o有的树木在某个方向上有
较大偏差 o对不合理的数据予以舍去 ∀在林区测定的树木冠幅相对误差比城区稍大 o结果见表 v ∀
yv 林 业 科 学 ws卷
表 3 在 ΘυιχκΒιρδ 图像上和地面分别测定的杉木冠幅值
Ταβ . 3 Χροων ωιδτη οφ Χηινεσε Φιρ ον τηε γρουνδ ανδ ον τηειµ αγε ρεσπεχτιϖελψ
编号
‘²q
胸径
⁄…‹Π¦°
树高
‹ ¬¨ª«·Π°
地面实测冠幅
Œ±§¬√¬§∏¤¯ ¦µ²º± º¬§·«
²±·«¨ ªµ²∏±§Π°
南北向
‘p ≥
东西向
• p ∞
平均
 ¤¨±Π°
图像上冠幅
Œ±§¬√¬§∏¤¯ ¦µ²º± º¬§·«
²±·«¨ ¬°¤ª¨Π°
南北向
‘p ≥
东西向
• p ∞
平均
 ¤¨±Π°
差值
∞µµ²µΠ°
相对误差
• ¨¯¤·¬√¨ µ¨µ²µΠh
t tu1vz z1ws u1ys u1xs u1xx u1y| u1zx u1zu p s qtz p y1yz
u t{1uv tx1vs v1y{ v1ws v1xw w1tv v1yz v1|s p s1vy p ts1tz
v {1zs y1ts u1xz u1uu u1ws u1vt u1{z u1x| s qt| z1|u
w tv1zs {1vs u1|s v1ts v1ss u1zx 3 u1zx s1ux {1vv
x tw1ts {1{s u1ys u1zs u1yx t1|| u1vw u1tz s qw| t{1w|
y ty1ws |1ys u1ys u1yy u1yv u1xy u1wt u1w| s1tx x1zs
z tu1ss z1zs v1ss u1{s u1|s u1{{ u1yy u1zz p s qtv p w1w{
{ |1{s y1us t1|s u1vs u1ts u1t{ u1yx u1wu p s1vu p tx1uw
| tt1xs z1wx u1ys u1yv u1yu u1y| u1w| u1x| s qsv t1tx
ts tt1wx y1vx v1tx v1uw v1us u1{v u1{s u1{u p s1v{ p tt1{{
tt tv1|s {1xx u1{s v1xs v1tx u1vw v1t| u1zz s qv| tu1v{
tu ut1{s tt1{s v1us v1zs v1wx v1uw 3 v1uw s1ut y1s|
tv t|1ys tu1zx v1|s w1ss v1|x v1su 3 v1vu s1yv tx1|x
tw tz1{s |1|s v1us v1zs v1wx v1ts 3 v1ts s1vx ts1tw
tx tw1ys y1ss v1{x v1vs v1x{ u1|v u1|s u1|u p s1yy p t{1ww
ty us1ss |1ss w1ts w1us w1tx 3 w1zv w1zv p s1x{ p tv1|{
tz ut1xs tt1ws x1tw w1vs w1zu 3 v1|w v1|w s1z{ ty1xv
t{ uz1ss tu1ux x1ss w1zs w1{x w1sx v1{| v1|z p s q{{ p t{1tw
t| t|1{s tt1vx v1vz u1|{ v1t{ 3 u1|y u1|y s1uu y1|u
us tz1xs tt1vz v1us v1sx v1tv 3 v1tw v1tw p s1su p s1yw
ut tu1ts z1y{ v1zs u1ys v1tx v1x{ 3 v1x{ p s1wv p tv1yx
uu ts1{s |1z{ u1ww u1yx u1xx u1y{ 3 u1y{ p s1tw p x1w|
uv tt1ss {1yv v1xt u1z{ v1tx v1sv 3 v1sv s1tu v1{t
uw tx1zs ts1sv u1yx v1yu v1tw v1xy 3 v1xy p s1wv p tv1y|
ux tt1ss y1w{ v1us v1yu v1wt v1s| 3 v1s| s1vu |1v{
≠ 3 表示测定数据不合理而不予采用 ∀ 3 §¨ ±²·¨¶¶²°¨ ²∏·¯¬¨µ¶q
x 卫星图像材积表的编制
511 建立胸径一冠幅模型
在 ±∏¬¦®…¬µ§图像上 o胸径是不能直接测定出来 o但冠幅却很容易测定 o根据树冠冠幅与胸径线性相关这
一原理k成子纯 ot||s ~孟宪宇 ot|||l o可建立树冠冠幅与胸径的关系模型 }
∆t1v € ¤ n ¥Χ® ktl
∆t1v }胸径 ~Χ® }图像上测定冠幅值
根据表 u中实测的胸径和冠幅进行一元回归 o¤o¥值分别为 u1uus | ow1v|u { o则有 }
∆t1v € u1uut n w1v|vΧ® kul
512 一元卫星图像立木材积表的编制
根据式kul可求出不同冠幅值对应的胸径值 o由胸径值查一元材积表 o得出单株材积 o依冠幅值的不同把
材积排列成表 o即得出杉木的一元卫星图像立木材积表 o结果见表 w ∀
表 4 一元卫星图像立木材积表
Ταβ . 4 Χοµ πιλεδ µ ονο2ελεµεντ ϖολυµε ταβλε οφ Χηινεσε Φιρ °v
冠幅
≤µ²º± º¬§·«Π° s1s s1t s1u s1v s1w s1x s1y s1z s1{ s1|
u s1swt z s1swy t s1sxus s1sxy | s1syv y s1sy| u s1szx t s1s{t v s1s{| w s1s|{ t
v s1tsx v s1ttu | s1tuu { s1tvt t s1twt | s1txs { s1tys u s1tzu v s1t{u w s1t|x w
w s1usy v s1utz w s1uvt | s1uwv { s1ux| v s1uzu s s1u{x t s1vsu s s1vtx | s1vvs u
x s1vw{ y s1vyv y s1v{v s s1v|| s s1wtx v s1wvy u s1wxv v s1wzx u s1w|v u s1xtt y
zv 第 w期 林 辉等 }基于高分辨率卫星图像的立木材积表的编制
对于分布比较均匀的林分 o如人工林 o还可在图像上测算出林分的密度 o由上表查出的单株材积 o大致推
算出林分蓄积量 o但这种方法并不适用于所有林分 ∀
513 二元卫星图像立木材积表的编制
二元卫星图像立木材积表的编制比较复杂 o是根据树高和树冠与材积密切相关原理 o用像片上测定冠幅
及测算的树高同地面实测材积建立回归关系进行编制的 o常用的回归方程有很多 o本次选用的方程为 }
ς€ ¤s n ¤t Χ® n ¤u Η kvl
ς}地面实测单株材积 ~ Η}图像上测算的树高 ~Χ® }图像上测定冠幅 ~¤s !¤t !¤u }参数 ∀
目前在图像上测树高精度不高 o根据树高与胸径高度相关这一原理 o暂采用树高 ) 胸径模型的办法测算
出树高 ∀杉木树高与胸径的关系模型较多 o中南林学院森林经理教研室对研究区所在地的杉木进行标准地
每木解析 o建立了 w种关系模型 o其中相关系数最大而标准差最小的模型为k成子纯 ot||sl }
Η€ ∆ut1vΠk¤n ¥∆t1vlu kwl
根据表 v实测的胸径和树高 o可求出常数 ¤o¥的值分别为 }s1utx ot1zwy o相关系数为 s1{ o式kvl即为 }
Η€ ∆ut1vΠkt1zwy n s1utx ∆t1vlu kxl
由式kwl测算出不同胸径下的树高值 o由表 u整理出径阶 ) 树高值 o并查二元材积表 o得出地面实测单株材
积 o整理出表 x ∀
表 5 杉木单株材积 !图像上测定冠幅和测算树高值
Ταβ . 5 ς ολυµε ,χροων ωιδτη ανδ ηειγητ οφ Χηινεσε Φιρ
编号
‘²q
径阶
⁄¬¤°¨ ·¨µ¦¯¤¶¶¨¶Π¦°
树高
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单株材积
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图像上测定冠幅
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图像上测算树高
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根据表 x中的数值 o采用最小二乘法求出参数 ¤s !¤t 和 ¤u 的值分别为 }p s1uwy sx os qstv {sy os1svx uyv o
方程kvl可变为 }
ς€ p s1uwy sx n s1stv {syΧ® n s1svx uyv Η kyl
将 Χ®和 Η不同值代入方程即可求出单株材积 ∀按树高和冠幅大小 o将材积排列成表即得二元卫星图
{v 林 业 科 学 ws卷
像材积表 o如下表 y ∀
表 6 杉木二元卫星图像立木材积表
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测算树高
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卫星图像上测定冠幅 ≤µ²º± º¬§·«²±·«¨ ¬°¤ª¨ r°
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{ s1sw| {y s1sxy zy s1syv yz s1szs xz s1szz wz s1s{w v{ s1s|t u{ s1s|{ t{ s1tsx s{
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y 结果与讨论
在 ±∏¬¦®…¬µ§图像上测定单株树木的冠幅有严格的限制 o孤立木 !散生木的测定精度较高 o这就使得试验
区内合适的样本非常有限 ~对于冠幅太小的单株树木或郁闭后林分的测定精度较低 ∀孤立木和散生木有时
会偏离正常生长的林木 o这也是导致表 x中有部分树木的测算树高与实测高相差较大的原因 ∀
利用高分辨率卫星图像直接测定与材积相关的测树因子 o并编制出一元或二元材积表 o这种方法是可行
的 o随着卫星图像分辨率的提高 o材积表的精度会进一步高 o从而编制出高精度的卫星图像林分材积表 ∀
目前已有材积表的树种还非常有限 o如湖南省只有杉木和马尾松立木材积表 ~湿地松和杨树只编制出了
地方性的材积表 ~阔叶树只编制出了通用材积表 o没有分到树种 ~而卫星图像材积表又需要这些材积表 o因
此 o卫星图像立木材积表在树种局限性 !材积表的适应性和精度等方面依赖于现有的材积表 ∀
参 考 文 献
成子纯编著 q森林测计学 q北京 }中国林业出版社 ot||s }|{ p ||
侯长谋 o杨燕琼 o黄 平等 q基于 • ≥ oŠŒ≥的马尾松林分蓄积量判读模型的研究 q林业资源管理 oussskxl }xx p x{
林 辉 o刘泰龙 o李际平编著 q遥感技术基础教程 q长沙 }中南大学出版社 oussu }tyx p tz{
孟宪宇主编 q测树学 q北京 }中国林业出版社 ot||| }xt p {y
宁小年 o吕松棠 o杨小勤等 q遥感图像处理与应用 q北京 }地震出版社 ot||x }zx p {s
欧润贵 q林业遥感 q北京 }中国林业出版社 ot|{| }ttw p tvu
孙家扌丙 o舒 宁 o关泽群编著 q遥感原理 o方法和应用 q北京 }测绘出版社 ot||z }t|x p usu
章孝灿 o黄智才 o赵之洪编著 q遥感数字图像处理 q杭州 }浙江大学出版社 ot||z }{z
赵宪文 o李崇贵 q基于/ v≥0技术的森林资源定量估测 q北京 }中国科学出版社 ousst }t{ p wt
|v 第 w期 林 辉等 }基于高分辨率卫星图像的立木材积表的编制