热带作物学报

作者：包栎炀, 王祥军, 李少达, 谭骏祥, 黄肖, 宋佳倩, 贾文惠, 吴满意

单位：1.成都理工大学地球科学学院，四川成都 610000,2.中国热带农业科学院橡胶研究所，海南海口 571101,3.自然资源部第一地形测量队，陕西西安 710054

关键词：无人机LiDAR,橡胶树,地上生物量,单木结构参数

基金：国家重点研发计划项目(2019YFD1000500),中国热带农业科学院基本科研业务费专项资金(1630032022007),四川省科技计划项目(2021YJ0369)

橡胶树地上生物量是反映橡胶树生产力、固碳能力和碳储量的重要指标，为提高橡胶树单木地上生物量估测的效率和精度，以橡胶树8年生育种试验林为研究对象，采用无人机LiDAR获取林地点云数据，并实测其地上生物量，基于点云数据提取树高、冠幅、树冠投影面积和树冠体积4个单木结构参数，将此4个参数作为预测因子建立橡胶树单木地上生物量估测模型，比较多元非线性回归和随机森林回归2种模型的估测精度，并分别采用五折交叉验证的方法对2种模型的泛化能力和可靠性进行评估。结果表明：（1）在单木分割的基础上由算法提取的树高和冠幅与直接基于点云人工量测的数值存在很好的一致性，2个参数与实测值的Pearson相关系数分别为0.999和0.951，均方根误差（RMSE）分别为0.109 m和0.452 m；（2）树高、冠幅、树冠投影面积和树冠体积等4个单木结构参数与橡胶树实测单木地上生物量相关性显著，其中树冠体积与地上生物量的Pearson相关系数最高，达0.904，4个参数对橡胶树地上生物量都具有良好的解释性；（3）基于4个单木结构参数建立的2种橡胶树单木地上生物量估测模型均能够取得很好的拟合效果，但是随机森林回归模型的表现更优，其决定系数（R2）为0.85，估测精度较多元非线性回归模型提高了3.64%，相对均方根误差（rRMSE）为30.90%，较多元非线性回归模型减小2.66%。总体而言，随机森林回归模型的拟合优度更高，泛化能力更强，可以更加准确地估测橡胶树单木地上生物量。

来源：2023年第6期

《热带作物学报》期刊编辑部

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