利用无人机摄影测量技术细化分析景观物候

    森林物候学是一个多尺度现象，起源于叶片和树木的进程，对植物群落和景观生态有影响。由于物候控制碳和水循环，在生态系统尺度上（例如涡量通量测量）得到普遍观测，因此重要的是表征不同空间尺度下物候相转移事件之间的关系。本研究使用由无人机采集的航拍摄影来观察大面积（5.4公顷）和多样的社区内植物物候，具有个体树冠及其物候转移事件的空间和时间分辨率（10米空间分辨率，春季约为5天时间分辨率，秋季为每周）。我们通过将无人机测算的物候相过渡日期与直接观测到的树木物候、PhenoCam图像分析和卫星遥感进行比较来验证无人机测得的数据。然后，我们使用详细的物种清单和土地覆盖分类来研究物候上空间变异的生物相关性。结果显示，物种分布是生态系统物候空间变异的主要因素。我们还通过分析无人机拍摄的摄影图像并结合Landsat和MODIS数据，探讨了物候从有机体尺度（10米）到森林景观（1公里）的统计关系。分析结果表明，在过渡日期的空间标准差随着像素大小的增加对数线性减小。在秋季，我们还发现细尺度物候聚集成为中等尺度的峰值而不是均值，这表明在研究区域内亚像素转换的分布尾部时，粗尺度物候对其不敏感。本研究是第一个以空间全面、整个生态系统方式观测森林物候学，同时又具有足够细的空间分辨率来描述个体相关性和缩放现象。