【儀表網 研發快訊】城市森林在緩解城市熱島效應、提升居民福祉、推動碳中和目標實現中發揮著日益重要的作用。精確評估城市樹木的碳儲量，是實現城市“雙碳”管理和自然基碳匯量化的關鍵基礎。近年來，遙感技術因其大尺度、高效率、可重復的優勢，成為城市樹木碳儲量(Urban Tree Carbon Stocks, UTCS)評估的重要工具。然而，不同研究中使用的方法繁多、尺度不一、術語混亂，難以系統比較與推廣應用，制約了該領域的進一步發展。
基于此，中國科學院城市環境研究所唐立娜研究組聯合武漢大學與美國普渡大學，圍繞UTCS遙感的理論框架與技術體系，開展了系統綜述與方法學歸納。研究團隊首次將當前主流遙感方法歸納為三類策略：land use stratification methods (土地利用分層法)、區域反演法(Area-based inversion methods)與單木探測法(Individual tree detection methods)，厘清了三類方法學在建模單元、數據需求、模型復雜性及適用場景上的差異。研究進一步指出，目前主流的區域反演法雖然在城市尺度具有操作便捷、計算效率高等優勢，但在面對復雜的城市林地結構時易出現“高估低密度、低估高密度”的系統性偏差，其對碳儲分布的空間異質性響應不足。此外，團隊還系統梳理了多源遙感融合(如LiDAR與光學)、深度學習方法引入、時序分析等關鍵發展趨勢，并提出“兩步式策略”框架，幫助研究者與管理部門在不同目標和資源條件下科學選擇適宜的遙感估算方案。該成果不僅為學術界提供了方法整合的理論依據，也為城市森林碳監測的標準化、自動化和實用化奠定了基礎。
該研究成果以Remote sensing of urban tree carbon stocks: A methodological review為題，發表于遙感領域權威期刊ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing (2024年影響因子12.2)。中國科學院城市環境研究所2021級博士研究生董鶴松為第一作者，唐立娜研究員為通訊作者，普渡大學邵國凡教授為本研究提供了全面指導，武漢大學胡翔云教授和劉金慧博士也在成稿過程中提出了建設性意見。研究工作獲得國家自然科學基金(42307591)、重點研發計劃(2022YFF1301303)、中國科學院城市環境研究所“揭榜掛帥”項目(IUE-JFGS-202207)的支持。
UTCS遙感方法學的復雜性
本研究提出的UTCS遙感方法學的三分類體系
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