ALOSPALSAR數(shù)據(jù)不同極化下云南松蓄積量分析

熊劍

摘要：指出了合成孔雷達(dá)具有強(qiáng)穿透性的特點(diǎn)，能夠不受天氣影響檢測(cè)云南松單層林的信息特征，利用云南省的ALOS PALSAR數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)檢測(cè)了相關(guān)的云南松林分因子信息，基于大數(shù)據(jù)的分析不同極化方式下后向嵌射系統(tǒng)與云南松單層蓄積量之間的關(guān)系，通過分析比較，根據(jù)相關(guān)機(jī)制定律，對(duì)云南松蓄積量進(jìn)行了討論分析。

關(guān)鍵詞：ALOS PALSAR數(shù)據(jù)；不同極化；云南松蓄積量

中圖分類號(hào)：S791.257

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：16749944（2016）07018102

1 引言

地球變暖是近幾年人們經(jīng)常議論的問題，隨著社會(huì)的快速發(fā)展，生態(tài)環(huán)境被破壞的程度越來越高，使得我國(guó)的林業(yè)資源變得越來越緊張。云南松是云南省較為常見的一種樹木，因此對(duì)云南松具有簡(jiǎn)單臨汾結(jié)構(gòu)的林分體征分析，具有良好的實(shí)驗(yàn)性。在ALOS PALSAR數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，通過對(duì)不同極化方式的分析，對(duì)云南松蓄積量進(jìn)行有效地分析。

2 研究地區(qū)及研究數(shù)據(jù)

2.1 研究地區(qū)介紹

本次研究地區(qū)為云南省保山的一片云南松林區(qū)。該林區(qū)氣候適宜云南松生長(zhǎng)，空氣濕度等也給云南松的生長(zhǎng)提供了較為有利的條件，年平均溫度一般在18℃左右，年平均降水量900 mm左右，年平均濕度70%，其常年無霜，比較適宜云南松的生長(zhǎng)。

2.2 ALOS PALSAR數(shù)據(jù)

PALSAR具有橫向瞄準(zhǔn)功能，入射角一般控制在8～60°之間，使得在其觀測(cè)過程中，能夠得到更為精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，而同時(shí)在設(shè)備掃描的區(qū)域也能夠得到全極化的數(shù)據(jù)，使得全極化的模式更加凸顯出其優(yōu)勢(shì)，而對(duì)于Alos衛(wèi)星搭載的相應(yīng)傳感器，也能夠在應(yīng)用的基礎(chǔ)上使得數(shù)據(jù)更加清晰準(zhǔn)確。同時(shí)在傳感控制方面也能夠嚴(yán)格控制入射角和具體方位，使得數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確。

2.3 數(shù)據(jù)研究方法

該數(shù)據(jù)主要通過單復(fù)式數(shù)據(jù)圖的多視處理，在處理過程中，使得數(shù)據(jù)變得更加有條理化，而經(jīng)過光波和極化定標(biāo)的編碼，使得 ALOS PALSAR數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確，而在提取的數(shù)據(jù)的過程中也變得更加方面，同時(shí)在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析生成散點(diǎn)型的過程中，也是對(duì)數(shù)據(jù)的進(jìn)一步處理，使得數(shù)據(jù)能夠更加合乎設(shè)計(jì)者和觀察者的要求，各項(xiàng)矢量數(shù)據(jù)能夠更有利于結(jié)果的各項(xiàng)觀測(cè)，在結(jié)果分析中，對(duì)于數(shù)據(jù)的處理也更加準(zhǔn)確，也同時(shí)給觀測(cè)者提供了便利，更有利于數(shù)據(jù)處理的進(jìn)行。

3 數(shù)據(jù)處理與分析

3.1 PALSAR數(shù)據(jù)預(yù)處理

利用最先進(jìn)的數(shù)據(jù)模塊對(duì)PALSAR數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，主要是在多視角的模式下，調(diào)整其窗口和濾鏡模式，使得分辨率和濾鏡窗口等方面都更加接近于自然的各項(xiàng)條件，同時(shí)也對(duì)各地理位置進(jìn)行編碼，使得各輻射地標(biāo)能夠生成分辨率較高的數(shù)據(jù)散射系數(shù)圖，使得數(shù)據(jù)處理過程中能夠更加清晰全面地了解到各分布圖的內(nèi)容。 PALSAR數(shù)據(jù)預(yù)處理對(duì)于 LOS PALSAR數(shù)據(jù)的多極化處理模式有著極為重要的意義，和最終的結(jié)論分析也有緊密的聯(lián)系，所以做好PALSAR數(shù)據(jù)預(yù)處理事保證結(jié)果分析正確有效性的第一步。

3.2 小班數(shù)據(jù)預(yù)處理

在Arcmap下導(dǎo)入云南林區(qū)的調(diào)查數(shù)據(jù)，選擇純林的小班進(jìn)行各項(xiàng)偵察，選取長(zhǎng)勢(shì)及質(zhì)量較為良好的一部分作為樣本進(jìn)行觀測(cè)，小班的數(shù)據(jù)預(yù)處理有利于LOS PALSAR數(shù)據(jù)的多極化處理，使得其數(shù)據(jù)更有說服力，而對(duì)于未達(dá)到要求的云南林木，在剔除之后，也能夠達(dá)到該林區(qū)的最好生長(zhǎng)率，使得接下來的數(shù)據(jù)處理有了良好的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，相比于PALSAR數(shù)據(jù)預(yù)處理，小班的數(shù)據(jù)預(yù)處理同樣對(duì)于最終的結(jié)果分析有著較為重要的意義。

3.3 數(shù)據(jù)處理步驟

在數(shù)據(jù)處理的過程中，首先采用經(jīng)過預(yù)處理的SAR散射圖，在Atcmap中運(yùn)用小班的各項(xiàng)矢量數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，運(yùn)用分析工具將各小班的屬性進(jìn)行有效地歸類及分析，最后得出各像元的屬性，在運(yùn)用計(jì)算工具算出平均像元散射系數(shù)及相關(guān)的對(duì)應(yīng)率，從而得出各小班的平均散射系數(shù)，而在得到各小班平均散射系數(shù)的同時(shí)，結(jié)合相應(yīng)的云南松蓄積量，畫出散點(diǎn)圖，能夠更加形象直觀地表示各小班的云南林情況，也能從主觀的從趨勢(shì)圖中得到相關(guān)的結(jié)論，而散點(diǎn)圖和趨勢(shì)圖的加入，使得該數(shù)據(jù)的走勢(shì)及具體數(shù)量更加清晰，給下一步對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行最后的分析和得出結(jié)論提供了有利的條件。

4 數(shù)據(jù)分析結(jié)果及談?wù)?/p>

4.1 散射系數(shù)及不同極化

從散點(diǎn)圖的散射系數(shù)及散射圖的走向可以看出在單位蓄積量相同的情況下，不同的極化下散射點(diǎn)的分布情況，由于散射機(jī)制相比于人工機(jī)制，其地理位置和環(huán)境方面都更為復(fù)雜，裸露地表也更為復(fù)雜，包括地表面的散射等，使得在其地理位置的影響下，其散射系數(shù)也會(huì)稍有差異，綜合所有的因素，森林結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單的林業(yè)去的不同極化下散射系數(shù)是成正比例的趨勢(shì)發(fā)展。

4.2 極化狀態(tài)與蓄積量

從散點(diǎn)圖和趨勢(shì)圖上可以看出，在不同程度下的林業(yè)區(qū)內(nèi)，由于其生長(zhǎng)環(huán)境，氣候濕度等都相同，但是因其人工機(jī)制的地理位置和散射機(jī)制稍有差異，所以其極化狀態(tài)與蓄積量相比有著更好的相關(guān)性。進(jìn)過幾次的擬合實(shí)驗(yàn)，在趨勢(shì)圖上也能夠看出該云南林的趨勢(shì)，基本上達(dá)到實(shí)驗(yàn)的相關(guān)要求，使得結(jié)果也更加準(zhǔn)確。而在實(shí)驗(yàn)的過程中，由于云南的植被較為單一，使得該林分結(jié)構(gòu)也沒有較為復(fù)雜的樹種，所以在蓄積量增加的過程中，當(dāng)郁閉度達(dá)到一定的數(shù)值時(shí)，其散射系數(shù)并不會(huì)呈現(xiàn)太大的變化，而同時(shí)并不會(huì)因?yàn)樯⑸錂C(jī)制或是人工機(jī)制的差異而造成的趨勢(shì)差異，但是由于地理位置及氣候條件的限制，同樣也不會(huì)出現(xiàn)理想情況下的數(shù)據(jù)，不會(huì)出現(xiàn)散射系數(shù)隨著蓄積量的增大而穩(wěn)定的情況出現(xiàn)，如果對(duì)林木的樣本進(jìn)行封閉性的實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)方面也會(huì)更加理想化，但是由于場(chǎng)地和設(shè)備等的限制，得到的散點(diǎn)圖及趨勢(shì)圖和理想狀態(tài)都有著不小的差距。這也是接下來的農(nóng)林工作中應(yīng)該注意的問題，能夠提高相關(guān)技術(shù)，使得數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確和理想化，這樣有利于下一步措施的調(diào)整。

5 結(jié)論

利用該林區(qū)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，研究說明了在不同的極化狀態(tài)下散射系數(shù)和森林的蓄積量有著更好的相關(guān)性，最后分析了由于小班數(shù)據(jù)及地理位置和氣候條件的限制，使得實(shí)際的數(shù)據(jù)和理想狀態(tài)有著較大的差距，所以應(yīng)該重點(diǎn)培養(yǎng)相關(guān)的技術(shù)，使得實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確，這樣更有利于林業(yè)部門出臺(tái)下一步的發(fā)展戰(zhàn)略的政策，更有利于保護(hù)和發(fā)展林業(yè)資源。而LOS PALSAR數(shù)據(jù)的應(yīng)用，也為相關(guān)的實(shí)驗(yàn)分析帶來了極大的便利。

參考文獻(xiàn)：

[1]董貴威，楊 健，彭應(yīng)寧，等.極化SAR遙感中森林特征探測(cè)[J].清華大學(xué)學(xué)報(bào)，2003，43（7）：953～956.

[2]談璐璐，楊立波，楊汝良.基于 ESPRIT算法的極化干涉SAR植被高度反演研究[J].測(cè)繪學(xué)報(bào)，2011（3）.

[3]龐 勇，趙 峰，李增元，等.機(jī)械激光雷達(dá)平均樹高提取研究[J].遙感學(xué)報(bào)，2008（1）：152～158.