雅氏落葉松尺蠖不同危害程度下林木冠層顏色高光譜判別

西桂林， 黃曉君, 3*， 包玉海， 包 剛， 佟斯琴，Ganbat Dashzebegd， Tsagaantsooj Nanzadd， Altanchimeg Dorjsurene，Enkhnasan Davaadorj， Mungunkhuyag Ariunaad

1. 內(nèi)蒙古師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院， 內(nèi)蒙古 呼和浩特 010022 2. 內(nèi)蒙古自治區(qū)遙感與地理信息系統(tǒng)重點實驗室， 內(nèi)蒙古 呼和浩特 010022 3. 內(nèi)蒙古自治區(qū)蒙古高原災(zāi)害與生態(tài)安全重點實驗室， 內(nèi)蒙古 呼和浩特 010022 4. Institute of Geography and Geoecology, Mongolian Academy of Sciences, Ulan Bator, Mongolia 5. Institute of General and Experimental Biology, Mongolian Academy of Sciences, Ulan Bator, Mongolia

引 言

雅氏落葉松尺蠖(ErannisjacobsoniDjak.)害蟲只分布在蒙古高原北部森林， 是嚴重危害針葉松林的害蟲之一。 近年來， 在蒙古國杭愛山和肯特山落葉松林區(qū)雅氏落葉松尺蠖暴發(fā)頻繁且猖狂， 其幼蟲專食葉子和嫩枝， 已對針葉松林生態(tài)系統(tǒng)造成嚴重破壞[1]。 該蟲害造成針葉生理功能衰退， 使冠層狀態(tài)發(fā)生變化， 威脅落葉松林健康安全。 林木冠層狀態(tài)指標， 即冠層顏色和失葉率可作為森林蟲害嚴重程度監(jiān)測及森林健康評估的重要指標， 其中冠層顏色在蟲害中的變化顯得更為直觀[2]， 如隨著雅氏落葉松尺蠖蟲害嚴重程度加劇， 林木冠層顏色由綠色向黃色紅色灰色變化。 因此雅氏落葉松尺蠖危害下， 展開受害過程林木冠層不同顏色高光譜判別， 可為森林蟲害嚴重程度監(jiān)測與評估提供重要參考依據(jù)。

綜上所述， 在林木失葉率、 生化組分和冠層顏色檢測中， 高光譜結(jié)合數(shù)據(jù)挖掘和機器學(xué)習(xí)算法具有很大潛力。 在蟲害林木失葉率和生化組分估測中， 計算光譜指數(shù)、 微分光譜反射率和光譜小波系數(shù)， 通過偏最小二乘回歸(PLSR)、 支持向量機回歸(SVMR)算法獲得了較理想的估測精度。 在蟲害冠層顏色檢測中， 借助光譜特征， 利用隨機森林和支持向量機分類算法， 對蟲害某個階段的林木冠層顏色進行判別， 得到了很好的效果， 而對蟲害各階段的林木冠層不同顏色進行檢測的研究極少。……