机器学习模型与传统统计模型在全球树冠高度及树冠半径预测中的对比分析
编号:203
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更新:2025-03-27 10:42:58 浏览:5次
口头报告
摘要
冠层高度(H)和冠幅半径(CR)对树木的生态策略至关重要,并与固碳能力密切相关。目前,基于传统的统计模型或机器学习(ML)模型,已有大量研究在区域或站点尺度上预测模拟单株树高。然而,对全球冠层高度和冠幅半径的预测研究仍然很少。因此,本研究系统评估了7种机器学习模型在全球尺度下预测树木高度和冠幅半径的潜力,并对比了其与传统统计方法的性能差异。结果显示,对于H预测而言,与传统模型(逐步线性回归和非线性拟合)相比,梯度提升(GB)和随机森林(RF)模型的预测能力更强,温带针叶林(MN)、温带阔叶林(MB)和热带阔叶林(TB)的R²分别提升至0.81、0.78和0.78,RMSE降低10%-20%,对小个体树木(H<5米)的预测偏差减少50%以上。在CR预测中,机器学习优势减弱,最优R²为0.66-0.71。胸径对H和CR的影响最强,气候因素对H和CR的影响普遍高于土壤,且不同植物功能类型(PFTs)主导因子各异。本研究系统验证机器学习在全球树木形态预测中的优势,明确气候因子的全局主导作用,为森林碳汇评估和植被模型优化提供依据。
稿件作者
李金旭
中国科学院大气物理研究所
宋翔
中国科学院大气物理研究所
曾晓东
中国科学院大气物理研究所
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