基于无人机激光雷达点云数据估算红树林覆盖度

摘要

【目的】利用无人机激光雷达数据，快速、准确地获取红树林覆盖度信息，为更好地评估红树林生态修复成效提供重要参考。【方法】以广东省湛江市太平镇岭头岛为研究区，利用40块样地无人机激光雷达数据和单木检尺数据，以决定系数（R₂）、均方根误差（RMSE）和估算精度（E_A）为评价指标，比较第一回波比例模型（FRRM）、全部回波比例模型（ARRM）、脉冲回波强度比例模型（PRIRM）和冠层高度模型（CHM）4种模型估算红树林覆盖度的精度。分析样地红树林覆盖度、激光点云密度和高度特征变量与覆盖度估算误差的关系，选取精度最高的模型估算研究区红树林覆盖度，并进行空间制图。【结果】（1）FRRM模型估算的红树林覆盖度精度最高（R₂=0.970 1,RMSE=0.032 5,E_A=93.01%），估算误差最小，平均低估1.04%；其次为ARRM模型（R2=0.977 4,RMSE=0.033 6,E_A=92.58%）和CHM模型（R2=0.945 0,RMSE=0.044 0,EA=90.54%）;PRIRM模型（R2=0.950 9,RMSE=0.061 0,EA=88.17%）估算精度最低。（2）PRIRM模型的结果普遍高估，且估算误差与覆盖度和高度特征变量均呈显著负相关；FRRM、ARRM和CHM模型的估算误差与覆盖度无明显相关性。（3）激光雷达采样敏感性分析表明，3 m栅格大小最适合作为研究区覆盖度制图的单元。【结论】4种模型估算红树林覆盖度的精度均较高，其中FRRM模型的估算精度最高，结果可靠，可为岭头岛红树林的科学管护和生态修复提供支持。

关键词

无人机激光雷达 / 点云 / 首次回波 / 红树林 / 覆盖度