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植被高度是刻画森林垂直结构、碳储量和生态系统功能的重要参数,在生态学、气候变化和生物地理等领域具有广泛应用。随着人工智能尤其是大模型技术的发展,森林生态研究对大规模、标准化训练数据的需求愈加迫切。然而,目前公开数据仍缺乏覆盖广区域、统一规范的林冠高度预测数据集,限制了先进智能方法的应用。

为此,中山大学王青松教授团队在《电子与信息学报》发表数据集文章《面向山地森林区域的植被高度预测数据》,论文第一作者为余翠琳博士后,王青松教授为通信作者。

该文构建了面向山地森林区域的植被高度预测数据集(VHP-Dataset),融合多光谱遥感影像、数字高程模型(DEM)、植被覆盖度和覆盖类型等多源数据,以全球生态系统动力学调查(GEDI)冠层高度为目标变量,形成18维输入特征。

评估结果表明,VHP-Dataset能够有效支持监督学习建模,在多地貌、多区域的植被高度预测中展现出良好的科学性与适用性,为森林结构反演提供了标准化训练样本支撑。


数据集下载

https://www.scidb.cn/detail?dataSetId=9c7832246ee847eeb190a4cfe38fe807&version=V1&code=j00173


说明:若在论文、图书、学术报告等作品中使用该数据集,请务必引用以下所属原数据论文


原文余翠琳, 钟梓炫, 庞弘毅, 丁煜晟, 赖涛, 黄海风, 王青松. 面向山地森林区域的植被高度预测数据[J]. 电子与信息学报, 2026, 预发表.



面向山地森林区域的植被高度预测数据集(VHP-Dataset)是一个服务于监督学习建模的多源遥感标准化数据集,以GEDI L2A激光雷达产品提供的冠层高度(RH95)为目标变量,融合Landsat 8多光谱影像、AW3D30数字高程模型、CGLS-LC100 植被覆盖类型及GFCC30TC植被覆盖度等多源数据,构建了包含空间位置、光谱特征、归一化指数、地形结构和植被覆盖信息在内的18维输入特征体系。


该数据集覆盖多个典型山地森林区域,通过统一空间与高程基准、严格的 GEDI 光斑质量控制和多源特征一致性构建,有效刻画了复杂地形和多样森林结构条件下的植被高度变化特征。


系统实验表明,VHP-Dataset能稳定支撑多种机器学习与深度学习方法开展跨区域植被高度预测,为山地森林冠层高度反演与模型对比研究提供了可靠的标准化数据基础。


该数据集选取了4个具有代表性的森林研究区域作为数据集制作对象,研究区域植被类型展示如图1所示。


▌图1 数据集研究区域


图1中A-D分别对应以下区域:

A: 美国吉福德平肖(Gifford Pinchot, GP)森林;

B: 美国乔治华盛顿杰斐逊与莫农加黑拉(George Washington Jefferson and Monongahela, GWJ-M)森林;

C: 新西兰艾格蒙特国家公园(Egmont National Park, ENP) 森林;

D: 德国图林根(Thüringer Wald, TF)森林。


表1介绍了数据集VHP-Dataset的基本属性,为后续研究提供清晰的数据基础说明。


▌表1 数据集中不同研究区域基本属性


VHP-Dataset的整体构建流程如图2所示,主要分为5个环节:数据获取、数据预处理、特征提取、目标变量构建以及数据集评估。


具体步骤如下:首先,获取研究所需的多源遥感数据,和作为参考与基准的GEDI L2A数据,为数据集构建提供可靠的数据基础。


其次,对GEDI L2A数据进行严格的筛选和质量控制,同时对研究数据开展地理空间基准对齐,以保证不同数据源之间空间一致性。


随后,提取多维度特征信息,包括空间信息、光谱波段、归一化指数、地形结构、植被类型以及植被指数等;


其中,目标变量由GEDI L2A数据中的冠层高度数据表示,从而作为数据集反映森林垂直结构的标签。


最后,在数据集构建完成后,采用K-折交叉验证、多种评价指标以及代表性监督学习方法进行验证与评估,确保数据集的科学性与合理性。


▌图2 数据集整体构建流程



作者介绍

余翠琳 (一作):女,博士,博士后,研究方向为机器学习交叉应用、多源信息融合和遥感数据处理。

钟梓炫:男,硕士生,研究方向为遥感数据处理。

庞弘毅:男,本科生,研究方向为遥感数据处理。

丁煜晟:男,硕士生,研究方向为多源遥感数据融合和处理

赖涛:男,博士,副教授,研究方向为SAR成像雷达系统设计与信息处理。

黄海风:男,博士,教授,研究方向为空间电子和智能感知领域关键技术。

王青松 (通信):男,博士,教授,研究方向为遥感图像精化处理、智能视觉导航、协同探测感知与信息融合。