近日，我校测绘地理信息学院智能计算与遥感应用实验室的付波霖教授团队在《Remote Sensing of Environment》（RSE）上发表题为“Quantifying vegetation species functional traits along hydrologic gradients in karst wetland based on 3D mapping with UAV hyperspectral point cloud”的研究成果。桂林理工大学测绘地理信息学院为第一完成单位，付波霖教授为第一作者，何宏昌教授为通讯作者。RSE是遥感领域影响力最高的学术期刊之一，为中科院一区TOPSCI期刊，2023年影响因子IF为13.5，CiteScore为24.8，在全球同类SCI学术期刊中长期排名第一。此次是我校首次以第一完成单位在RSE上发表原创研究文章。（全文链接为：https://doi.org/10.1016/j.rse.2024.114160）
该研究提出了一种新颖的点云和高光谱融合方法，用于广西桂林会仙喀斯特国际重要湿地24类精细植被的3D制图，并首次基于3D制图结果，量化了多种湿地植被功能性状参数沿湿地水文梯度的变化趋势，为自然场景的植被研究提供了一种全新方法。
研究区与现场采集
岩溶湿地是地球上独特而宝贵的生态系统之一，由湖泊、河流、沼泽等地上和地下水体组成，健康的岩溶湿地不仅是最富有生物多样性的生态系统之一，也是稳定的碳汇资源库，在全球碳固存和陆地碳循环中发挥着重要作用。然而，植被分布和生长状况与湿地复杂的水文特征之间的关系一直是研究的难点。在具有复杂垂直结构的湿地场景中，无人机LiDAR为植被遥感提供了一种快速有效的方法，能够获得包含精细植被结构特征的3D点云数据；高光谱传感器则可以捕获植被在多个精细波段上的反射率，为分类和反演研究提供了丰富信息。该研究提出了一种新颖的无监督高光谱点云投影模型（HPProj），构建了用于3D融合异步采集的高光谱影像与LiDAR点云的深度学习模型，生成了能同时准确表达植被空间结构和光谱信息的高光谱点云，实现了广西桂林会仙喀斯特国际重要湿地24类精细植被物种的3D制图。高精度的3D植被物种分布图准确地刻画了湿地中各植被群落的分布及其形态，为了充分利用这种新颖的数据，该研究进一步提出了3D植被参数量化分析框架（3D-VQAF），通过制图结果后处理、功能性状量化、分布统计分析、沿水文梯度分析四个步骤，量化了每种植被的高度、体积、生化光谱指数在湿地中的分布情况，并依据其水文梯度进行统计，绘制了详细的植被功能性状淹水频率和临水距离梯度的曲线图。该方法可以敏捷、精细地刻画自然场景下植被物种功能性状和水文梯度的空间关系，为中国乃至全球湿地的保护和可持续发展提供了技术支撑。
论文技术路线图
该论文的发表得到了国家自然科学基金面上项目、广西自然科学基金、广西八桂学者团队等项目和测绘科学与技术一流学科的共同资助。该论文是我校遥感学科顶级期刊论文发表的突破，也是付波霖教授团队在国际具有重要影响力期刊上发表高水平论文的又一次重大突破，反映了我校在建设高水平科技创新能力的师资队伍和提升人才培养质量上的举措成效显著。
（一审：范冬林；二审：付波霖；三审：李永伟）
