近日，我校環(huán)資學(xué)院省部共建亞熱帶森林培育國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室森林經(jīng)理學(xué)科研究團(tuán)隊(duì)與北京林業(yè)大學(xué)森林經(jīng)理學(xué)科黃華國(guó)教授團(tuán)隊(duì)合作，在遙感領(lǐng)域知名期刊《Remote Sensing of Environment》（影響因子9.085）發(fā)表論文“Using the 3D model RAPID to invert the shoot dieback ratio of vertically heterogeneous Yunnan pine forests to detect beetle damage”。該研究提出了一種基于三維輻射傳輸模型的森林蟲(chóng)害信息反演方法，為森林蟲(chóng)害的大面積監(jiān)測(cè)提供了理論和技術(shù)支持。
森林害蟲(chóng)（如：云南松小蠹蟲(chóng)）脅迫造成森林樹(shù)冠在水平和垂直方向上的顯著異質(zhì)性。經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)方法和一維輻射傳輸模型方法在描述這種樹(shù)冠異質(zhì)性具有較大的局限性和不確定性，而基于相對(duì)真實(shí)結(jié)構(gòu)的三維模型（如：RAPID模型）在受害冠層描述具有明顯的優(yōu)勢(shì)，對(duì)探究森林蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)方法具有巨大的潛力。
該研究以三維輻射傳輸模型RAPID為核心，結(jié)合枯梢率指標(biāo)和單木異速生長(zhǎng)方程，提出了基于孔隙面元的垂直異質(zhì)樹(shù)冠三維表示方法，并且考慮了樹(shù)冠內(nèi)部葉片生化參數(shù)和光學(xué)屬性異質(zhì)性，實(shí)現(xiàn)受害森林場(chǎng)景參數(shù)化。
為了驗(yàn)證該方法的有效性，首先通過(guò)無(wú)人機(jī)lidar和森林實(shí)地觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)重建了3個(gè)受害的云南松三維場(chǎng)景。其次，將模擬的森林場(chǎng)景反射率與觀(guān)測(cè)的高光譜和哨兵2號(hào)衛(wèi)星的反射率數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。結(jié)果表明模擬的受害森林反射率與遙感觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)具有較好的一致性。最后，基于該方法實(shí)現(xiàn)大量受害森林三維場(chǎng)景模擬，采用查找表的方法實(shí)現(xiàn)了有效葉面積指數(shù)、葉綠素、枯梢率和枯死葉面積指數(shù)精確反演。
圖：3個(gè)受害（SP1, SP2和MP）的云南松三維場(chǎng)景及對(duì)應(yīng)的RAPID模擬圖像。（a）受害和健康樹(shù)冠樣地位置分布；（b）受害云南松林三維場(chǎng)景可視化；（c）高光譜影像；（d）和（e）分布為高光譜和Sentinel-2的太陽(yáng)-觀(guān)測(cè)角度下模擬的圖像。
以上研究成果由北京林業(yè)大學(xué)和我校人員共同完成，環(huán)資學(xué)院森林經(jīng)理學(xué)科教師林起楠為第一作者，北京林業(yè)大學(xué)為第一通訊單位，浙江農(nóng)林大學(xué)為合作單位，該項(xiàng)目得到國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目和我?？蒲邪l(fā)展基金項(xiàng)目支持。
全文鏈接：https://authors.elsevier.com/a/1c-yT7qzStnVA
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