隨著全球變暖、溫室效應、碳排放等問題日益受到關注，計算“森林生物量”越來越成為科學研究的熱點，特別是大尺度區域內森林生物量的估算更是成為焦點問題。
近日，電子科技大學資源與環境學院定量遙感團隊博士生廖展芒在遙感領域頂級期刊《Remote Sensing of Environment》發表學術論文，通過理論模型推算出了森林冠層高度（CHM）反演所需的最優空間基線長度，最大限度地降低了時間去相干的影響，獲取了準確的森林冠層高度及數字地面模型（DTM）反演結果，為估算全球森林生物量提供了更好的方法。
森林生物量是重中之重
研究“碳循環”是“人類命運共同體”應對“全球變暖”的重要切入點，而森林是重要的研究對象，約80%的地上碳儲量和40%的地下碳儲量存在於森林生態系統當中，因此，它的固碳能力是評價全球大氣碳收支的重要參數。計算“森林生物量”對全球氣候變化研究具有重要意義。
發現“臨界高度”，找到最優中間基線
2017年3月，廖展芒在何彬彬教授和全興文老師的指導和幫助下正式開啟這項研究。在研究合成孔徑雷達數據的諸多微波遙感方法中，基於極化干涉合成孔徑雷達技術的森林冠層高度及其數字地面模型反演是研究熱點之一。傳感器從天空一邊飛一邊俯瞰森林時，即使在同一位置且針對同一目標進行觀測，傳感器在不同時間獲取的森林電磁波散射信號仍然會發生變化，從而會降低電磁波信號的相干性。這就是所謂“時間去相干”。
如何解決這一難題呢？經過深入思考，他從理論模擬及實驗驗證出發，就空間基線對模型反演的影響進行了定量化研究，並以此為反演算法提供最優基線選擇策略。結果表明，數字地面模型反演精度隨著空間基線長度的增大而增大，空間基線長度越大，精度就越高。
更有趣的發現是：在P波段森林冠層高度反演中，存在一個奇妙的“臨界高度”。當森林低於一個臨界高度時，外界誤差會致使森林冠層高度被高估；當森林高於一個臨界高度時，外界誤差會致使森林冠層高度被低估。從而導致森林冠層高度最優反演精度存在於一個最優中間基線中。
他們進一步證明，這個“臨界高度”可以通過理論模型計算獲得，並可以此推算出森林冠層高度反演所需的最優空間基線長度。找到最優的空間基線長度，這是其他方法沒有考慮的，但廖展芒恰好在這個方面取得了突破。
希望為建設地球家園做出應有貢獻
在該期刊發表論文，是廖展芒走進遙感領域時就有的夢想。讀研和讀博期間，他一直憋著一口氣，心裡暗暗鞭策自己一定要實現這個目標。如今，這個目標終於實現了。但他認為，自己在遙感領域還是個初學者，要在遙感領域真正有所建樹，還需要持之以恆地付出更多的努力。
2018年2月初，廖展芒到澳大利亞國立大學芬娜與社會環境學院進行聯合培養，師從水循環及生物量估算領域的知名學者Albert van Dijk教授。Albert van Dijk教授主要研究水循環及生物量估算，與廖展芒的研究方向比較吻合，也與他接下來要做的研究工作十分接近。在這裡，他很有信心取得新的突破。
展望未來，廖展芒希望自己能在微波遙感領域繼續深入，爭取實現全球範圍的生物量動態監測，準確估算和預測全球碳循環的變化，為人類建設美好的地球家園做出自己應有的貢獻。
新聞小貼士：
廖展芒為論文第一作者，其導師何彬彬教授為通訊作者和第二作者，全興文講師為共同通訊作者，電子科技大學為第一署名單位。這是電子科技大學以第一單位在該期刊發表的第5篇論文，也是何彬彬教授團隊自2017年以來在該期刊發表的第3篇論文。
素材來自：電子科技大學新聞網
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