森林参数与生物量/碳储量遥感估测2023年10月19日李增元中国林业科学研究院资源信息研究所一、背景二、合成孔径雷达遥感应用三、激光雷达应用一、背景分布范围广垂直结构复杂种类丰富动态变化/干扰成像遥感技术LiDAR/SAR/摄影测量高光谱热红外、高光谱、多时相森林资源观测需求可见光或摄影测量多光谱或高光谱热红外激光雷达合成孔径雷达1.1需求1.2现状及趋势光学遥感（激光雷达除外）•二维光谱信息•存在光谱“饱和”•难以分离地表、植被高度，缺少垂直维度信息2D测量激光雷达、合成孔径雷达、立体摄影测量•空间形态参数获取•缺少光谱信息•与2D互补，突破瓶颈3D测量二、合成孔径雷达遥感应用2.1SAR估测研究现状SAR植被遥感特点和总体思路昼夜成像成像效率高时序影像利于物候特征不受云雨雾影响透视植被能力利于结构信息提取对地物特性敏感含水量、几何结构植被生物/蓄积量高精度测高植被高度3D植被组分受噪声、地形影响严重几何辐射畸变大处理难度大多时相多频多/全极化干涉相干性滤波、地形校正森林参数定量估测林地分类和变化检测克服/分离地形等负面影响，充分发挥频率-极化-干涉等多维度“透视”探测能力。•主动遥感•微波波段•极化•干涉•噪声+斜距成像森林平均高定量反演方法森林生物量定量估测方法①多频InSAR差分②极化InSAR反演X波段P波段极化散射分量2极化散射分量1SAR森林生物量估测主要技术方法①基于遥感反演的森林平均高，通过生长方程估算;②采用后向散射、极化、InSAR等特征，建立经验估测模型;③采用层析SAR提取的垂直信息，建立经验估测模型。2.1SAR估测研究现状③层析SAR反演多频InSAR差分反演森林平均高：直接差分法X波段DSMP波段DTM-森林CHMAGB=f(CHM)0<50100<150>200[tons/ha.]50<100150<200Biomassclasses(tons/hectare)巴西Orbisat©2.2森林平均高定量反演-多频差分X波段DSMP波段DTM多频InSAR差分反演森林平均高：DTM、DSM分别优化法-P波段InSAR数据：子孔径分解，提取DTM塞罕坝试验区机载P波段DTM提取的DTM误差在-4m到2m之间，适用于森林高度的提取。基于子孔径分解，分离提取纯地表相位。DTM误差分布2.2森林平均高定量反演-多频差分补偿前X波段DSM补偿后X波段DSMLiDARH100多频InSAR差分森林高度•基于多层模型的穿透偏差补偿DSM补偿后，森林高度反演精度可达86.6%（RMSE：1.81m）。-Tandem-X数据：穿透补偿，提取DSM]2.2森林平均高定量反演-多频差分欧空局BIOMASS森林平均...
