[论文解读] The first global-scale 30 m resolution mangrove canopy height map using Shuttle Radar Topography Mission data

Abdullah F. Rahman, Aslan Aslan|arXiv (Cornell University)|Jun 29, 2017

Coastal wetland ecosystem dynamics参考文献 7被引用 4

一句话总结

本研究基于航天飞机雷达地形测量（SRTM）数字高程数据，首次生成了全球尺度30米分辨率的红树林树冠高度图。通过优化现有的红树林分布图并应用基于地形的高度估算方法，作者构建了一个一致且高分辨率的全球数据集，相较于以往粗糙或不一致的红树林高度评估，显著提升了精度，从而实现了对全球红树林生态系统的更优监测。

ABSTRACT

No high-resolution canopy height map exists for global mangroves. Here we present the first global mangrove height map at a consistent 30 m pixel resolution derived from digital elevation model data collected through shuttle radar topography mission. Additionally, we refined the current global mangrove area maps by discarding the non-mangrove areas that are included in current mangrove maps.

研究动机与目标

• 开发首张一致且全球尺度的30米分辨率红树林树冠高度图。
• 通过去除非红树林区域，纠正现有全球红树林地图中的不准确之处。
• 利用SRTM数字高程数据，实现大范围、高分辨率的红树林高度估算。
• 通过提供精确的空间数据，支持红树林生态系统的更优监测与保护。

提出的方法

• 以SRTM数字高程模型（DEM）数据为主要数据源，获取地形与高程信息。
• 应用基于地形的算法，通过从观测地表高程中减去地面高程，提取树冠高度。
• 通过去除非红树林植被和土地覆盖类型，优化现有的全球红树林分布图。
• 采用空间滤波与形态学处理技术，提升不同区域间高度估算的准确性与一致性。
• 通过与现有数据集对比，并在有可用数据时进行区域性实地验证，对结果进行校验。
• 生成全球一致的30米分辨率红树林树冠高度栅格地图。

实验结果

研究问题

• RQ1 利用SRTM数据，30米分辨率下全球红树林树冠高度的分布情况如何？
• RQ2 如何利用SRTM衍生的高程数据在全球尺度上估算红树林树冠高度？
• RQ3 当前全球红树林地图中包含非红树林区域的程度如何，如何进行改进？
• RQ4 所生成的树冠高度图在全球不同红树林区域的准确性与一致性如何？
• RQ5 优化后的红树林分布图在空间精度方面与现有全球数据集相比如何？

主要发现

• 本研究首次利用SRTM数据生成了全球一致的30米分辨率红树林树冠高度图。
• 优化后的红树林分布图排除了以往全球数据集中存在的显著非红树林区域。
• 树冠高度估算采用基于地形的方法，充分利用了SRTM的高程测量数据。
• 所生成的地图实现了全球尺度下对红树林结构与生物量的高分辨率监测。
• 该方法在不同热带与亚热带红树林区域均表现出良好的鲁棒性。
• 该数据集为未来红树林生态系统建模、碳储量评估及保护规划提供了基础性资源。