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基于随机森林算法的草原地上生物量遥感估算方法研究

文献类型： 中文期刊

作者： 邢晓语;杨秀春;徐斌;金云翔;郭剑;陈昂;杨东;王平;朱立博

作者机构：

关键词： 草原地上生物量;随机森林;支持向量机;高分一号;多元共线性;偏效应;机器学习;回归模型

期刊名称：地球信息科学学报

ISSN： 1560-8999

年卷期： 2021 年 23.0 卷 7.0 期

页码：

收录情况： 北大核心（2020版） ; CSCD（2020-2021年度） ; 科技核心（2020版）

摘要： 草原是我国面积最大的陆地生态系统,生物量是反映生态系统质量和功能的关键指标,准确地掌握草原生物量对草原资源合理利用、生态修复、畜牧业高质量发展都具有重要的意义和作用。本研究以内蒙古锡林郭勒盟为研究区,利用高分一号遥感卫星影像,结合216个野外样本数据,采用随机森林算法(Random Forest,RF)对草原地上生物量(Aboveground Biomass,AGB)遥感估算进行了适用性分析与应用。在运用随机森林算法的过程中,进行了K-折交叉验证、多元共线性诊断、偏效应等一系列分析,完成了随机森林模型的构建,同时,将建模结果与其它模型进行了对比,最终实现了锡林郭勒盟草原AGB的反演估算。结果表明:(1)随机森林算法能够较好地规避生物量建模中自变量多元共线性的问题;(2)随机森林模型在草原AGB估算中较其它模型具有更好的适用性,模型精度达85%,RMSE为202.13 kg/hm2;(3)应用构建的随机森林算法估算了研究区2017年草原AGB,从结果来看,其空间分布上呈现为自东向西逐渐递减的趋势;从草地类型上看,山地草甸类AGB单产最高,温性草原类总产量最高。研究结果将对草原生态系统监测评估和草原宏观管理具有一定的参考价值。

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