近日，中國(guó)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(cè)方面取得了重要進(jìn)展。該團(tuán)隊(duì)通過(guò)聯(lián)合多源衛(wèi)星遙感影像以及先進(jìn)的機(jī)器學(xué)習(xí)算法，成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)2015-2022年間海南島幼齡橡膠園時(shí)空分布信息的精確監(jiān)測(cè)。
遙感技術(shù)作為大面積監(jiān)測(cè)橡膠種植信息的主要手段，在近二十年內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用，橡膠識(shí)別的相關(guān)研究也取得了顯著發(fā)展。然而，以往當(dāng)前的研究主要關(guān)注具有森林特征的成齡橡膠園，對(duì)于幼齡橡膠園的識(shí)別存在困難，或者識(shí)別結(jié)果誤差較大。這導(dǎo)致獲得的橡膠分布圖明顯滯后5-6年，對(duì)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(diǎn)對(duì)準(zhǔn)了我國(guó)第二大植膠區(qū)—海南島。該團(tuán)隊(duì)預(yù)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(xué)遙感影像，以及Sentinel-1雷達(dá)影像在內(nèi)的多源遙感數(shù)據(jù)集。結(jié)合隨機(jī)森林模型，構(gòu)建了幼齡橡膠園的識(shí)別模型，成功提高了橡膠園早期識(shí)別的精度。
研究結(jié)果顯示，使用Landsat 8、Sentinel-2和Sentinel-1的融合數(shù)據(jù)源，并構(gòu)建3個(gè)月步長(zhǎng)的時(shí)間序列，在準(zhǔn)確識(shí)別幼齡橡膠方面取得了最佳效果。橡膠樹(shù)在種植的第二年、第三年和第四年的識(shí)別總體精度分別達(dá)到了0.78、0.87和0.93。此外，該研究還進(jìn)一步探索了海南島幼齡橡膠園的時(shí)空分布，發(fā)現(xiàn)2015年以來(lái)，海南島年度新種植橡膠的面積呈現(xiàn)明顯的下降趨勢(shì)。同時(shí)，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(duì)稀疏。
這一研究成果不僅為預(yù)測(cè)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(cè)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(gè)月步長(zhǎng)合成時(shí)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(jì)
相關(guān)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(guó)熱科院橡膠所與南京林業(yè)大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)碩士研究生王心澄為論文第一作者，中國(guó)熱科院橡膠所陳幫乾研究員和南京林業(yè)大學(xué)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(xué)基金創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目（422CXTD527）、國(guó)家自然科學(xué)基金（42071418，32371876）、中央級(jí)公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng) (1630022023007)和天然橡膠產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系（CARS-33）資助。
論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1569843224004515.
責(zé)任編輯：天然橡膠處
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