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基于最优模型选择的牧草地上生物量遥感估算研究

关键词:
牧草;生物量估算;Sentinel-2影像;随机森林;青海省草地;
摘  要:
生物量快速精准监测对于草地资源的可持续开发和利用具有重要意义。以青海省海晏县草场为研究区,采用Sentinel-2影像结合地面实测数据进行牧草生物量估算研究并探究最优模型。构建21种典型植被指数与生物量的关系模型,包括单变量指数模型、多元线性模型和随机森林模型,并采用留一交叉验证决定系数和均方根误差进行模型精度检验和最优模型选择。结果表明:绿色叶绿素指数(Green chlorophyll index, CIgreen)和归一化差异水体指数(Normalized difference water index, NDWI)与生物量具有最优拟合关系,同样反映牧草水分和叶绿素含量的其他指数在模型中也具有重要的贡献占比,说明牧草的长势和水分含量对牧草生物量的估算具有较大影响。3种模型中,多元模型精度高于单变量模型,非线性模型精度高于线性模型。其中随机森林模型效果最优,Rcv2达到0.74,RMSEcv达到187.71 g·m-2,并且该模型在缓解"过饱和"方面也具有明显优势。

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