卫星像元尺度的湖泊浮叶/挺水植被覆盖度估算模型及应用

学术精汇

作者：

秦海涛1 2 3 罗菊花*2 3 徐颖2 3 张春雨1 2 3 徐亚田2 孟迪4 何锋4 鲁露4

作者单位：

1. 南京信息工程大学2. 中国科学院南京地理与湖泊研究所，湖泊与流域水安全全国重点实验室3. 中国科学院大学南京学院4. 云南省昆明市滇池高原湖泊研究院

摘要：

浮叶/挺水植被是重要的湖泊水生植被类群，其面积/覆盖度是湖泊生态健康评估及固碳潜力核算的重要参数，大面积、精确获取湖泊中浮叶/挺水植被面积/覆盖度及其变化信息，对湖泊生态修复及碳汇核算至关重要。卫星遥感是获取湖泊浮叶/挺水植被面积/覆盖度最有效的手段。然而，传统的卫星监测方法只能判别卫星像元内是否存在水生植被，无法定量估算像元内植被的覆盖度，进而无法定量、精准地获取湖泊中浮叶/挺水植被的面积/覆盖度。围绕该问题，本研究利用无人机、Sentinel-2 MSI和Landsat 8 OLI遥感数据，基于XGBoost建模方法，采用逐步升尺度的思路，分别构建了基于Sentinel-2 MSI和Landsat 8 OLI像元尺度的浮叶/挺水植被覆盖度定量估算模型，并成功地应用于四大淡水湖泊。结果表明：基于Sentinel和Landsat的估算模型测试集R²分别为0.95和0.97，均方根误差分别为7.85%和4.80%，平均绝对误差分别为5.35%和3.35%。1990—2022年，鄱阳湖和洞庭湖浮叶/挺水植被面积呈显著的增加趋势，太湖呈先增后减的趋势，洪泽湖增加趋势不显著。本研究利用Sentinel和Landsat影像构建的估算模型在四大淡水湖中实现了覆盖度定量化、长时序监测，展现出较好的稳健性和应用潜力，有望为湖泊生态系统的碳汇核算和固碳潜力评估提供方法和数据支撑。

关键词：

湖泊浮叶/挺水植被覆盖度卫星像元尺度遥感

刊期：

2025，6（37）

所属栏目：

研究论文_淡水生态与生物多样性保育

基金资助：

国家自然科学基金项目(42271377),云南省省市一体化专项项目(202202AH210006)

分类号：

P237

DOI：

10.18307/2025.0633

页数：

页码：

2189-2201

来源期刊

湖泊科学

Journal of Lake Sciences