中國熱科院橡膠所在幼齡橡膠園遙感早期識別方面取得重要進展

時間：2024-08-29 作者：栽培生態(tài)研究室 陳幫乾 來源：中國熱帶科學院橡膠研究所 點擊次數(shù)：1829

近日，中國熱科院橡膠所熱帶林業(yè)生態(tài)課題組在幼齡橡膠園遙感監(jiān)測方面取得了重要進展。該團隊通過聯(lián)合多源衛(wèi)星遙感影像以及先進的機器學習算法，成功實現(xiàn)了對2015-2022年間海南島幼齡橡膠園時空分布信息的精確監(jiān)測。

遙感技術作為大面積監(jiān)測橡膠種植信息的主要手段，在近二十年內(nèi)得到了廣泛應用，橡膠識別的相關研究也取得了顯著發(fā)展。然而，以往當前的研究主要關注具有森林特征的成齡橡膠園，對于幼齡橡膠園的識別存在困難，或者識別結果誤差較大。這導致獲得的橡膠分布圖明顯滯后5-6年，對橡膠園的生產(chǎn)和管理造成了不利影響。

橡膠所熱帶林業(yè)生態(tài)課題組將研究焦點對準了我國第二大植膠區(qū)—海南島。該團隊預先篩選了橡膠園的潛在種植區(qū)域，并綜合利用了包括Landsat-8和Sentinel-2光學遙感影像，以及Sentinel-1雷達影像在內(nèi)的多源遙感數(shù)據(jù)集。結合隨機森林模型，構建了幼齡橡膠園的識別模型，成功提高了橡膠園早期識別的精度。

研究結果顯示，使用Landsat 8、Sentinel-2和Sentinel-1的融合數(shù)據(jù)源，并構建3個月步長的時間序列，在準確識別幼齡橡膠方面取得了最佳效果。橡膠樹在種植的第二年、第三年和第四年的識別總體精度分別達到了0.78、0.87和0.93。此外，該研究還進一步探索了海南島幼齡橡膠園的時空分布，發(fā)現(xiàn)2015年以來，海南島年度新種植橡膠的面積呈現(xiàn)明顯的下降趨勢。同時，海南島幼齡膠園的空間分布表現(xiàn)出明顯的異質(zhì)性，西北部地區(qū)的幼齡膠園密集，而東部地區(qū)相對稀疏。

這一研究成果不僅為預測橡膠產(chǎn)量提供了最新的作物種植信息，還將有助于提高橡膠種植業(yè)的監(jiān)測和管理水平，為橡膠產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供有力支持。

基于12個月步長合成時間序列數(shù)據(jù)的算法示例

2015-2022海南島新建橡膠園分布圖

2015-2022海南島新建橡膠園不同市縣面積統(tǒng)計

相關研究成果以題為“Early identification of immature rubber plantations using Landsat and Sentinel satellite images”的研究論文發(fā)表在《International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation》 （中科院1區(qū)TOP期刊，IF = 7.50）。中國熱科院橡膠所與南京林業(yè)大學聯(lián)合培養(yǎng)碩士研究生王心澄為論文第一作者，中國熱科院橡膠所陳幫乾研究員和南京林業(yè)大學云挺教授為論文共同通訊作者。該研究得到海南省自然科學基金創(chuàng)新團隊項目（422CXTD527）、國家自然科學基金（42071418，32371876）、中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務費專項 (1630022023007)和天然橡膠產(chǎn)業(yè)技術體系（CARS-33）資助。

論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1569843224004515.

責任編輯：天然橡膠處