检索结果-内蒙古大学图书馆

基于Landsat TM/OLI影像的哈尔滨市植被覆盖度与景观格局动态变化分析

森林工程 2023年第5期39卷 65-73页

作者：马建明常晓晴邢艳秋王德军东北林业大学森林作业与环境研究中心哈尔滨150040

以哈尔滨市为研究对象,依据2004、2010、2015、2020年Landsat TM/OLI遥感影像,利用归一化植被指数和像元二分模型方法提取该区域的植被覆盖度,结合植被覆盖度转移矩阵,分析植被覆盖度的时空动态变化。根据植被覆盖度分级结果,利用Fragst... 详细信息

以哈尔滨市为研究对象,依据2004、2010、2015、2020年Landsat TM/OLI遥感影像,利用归一化植被指数和像元二分模型方法提取该区域的植被覆盖度,结合植被覆盖度转移矩阵,分析植被覆盖度的时空动态变化。根据植被覆盖度分级结果,利用Fragstats4.2软件计算斑块面积、斑块个数、蔓延度与香农多样性指数4个景观格局指数,研究哈尔滨市景观格局的时空演变特征。结果表明,哈尔滨市2004—2020年高植被覆盖度和中高植被覆盖度的区域面积累计和分别占总面积的77.81%、72.54%、73.01%、83.31%,整体处于上升趋势。2004—2020年高植被覆盖度区域的景观百分比占据主导地位,其次是中高植被覆盖度区域,且大部分植被覆盖度区域斑块数量先增加后减少。从景观层次上,斑块聚合度降低、多样性略增加。探究哈尔滨市植被覆盖度和景观格局的动态变化,对城市规划设计和景观格局优化具有一定的指导和参考意义。

关键词： Landsat TM/OLI 归一化植被指数像元二分模型景观格局指数哈尔滨市

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基于LiDAR点云能量信息的樟子松郁闭度反演方法

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北京林业大学学报 2014年第6期36卷 30-35页

作者：尤号田邢艳秋冉慧王蕊霍达东北林业大学森林作业与环境研究中心吉林省基础地理信息中心

为提高小光斑激光雷达估测针叶林郁闭度的精度,采用回归分析法建立多变量回归模型,通过对小光斑激光雷达点云数据进行处理,分别提取3个数量比值变量、3个能量比值变量,并建立郁闭度单变量反演模型,接着在单变量的基础上进行多元线性回... 详细信息

为提高小光斑激光雷达估测针叶林郁闭度的精度,采用回归分析法建立多变量回归模型,通过对小光斑激光雷达点云数据进行处理,分别提取3个数量比值变量、3个能量比值变量,并建立郁闭度单变量反演模型,接着在单变量的基础上进行多元线性回归分析,建立郁闭度多变量反演模型,最后用剩余数据对所建立的反演模型进行精度评价。结果表明:在郁闭度单变量反演模型中I2反演模型最好,拟合相关性为R2=0.818,Adj R2=0.810,RMSE=0.016,模型精度为P=0.978;多变量反演模型中LPI'和I'3组合的模型最好,拟合相关性为R2=0.898,Adj R2=0.889,RMSE=0.012,模型精度为P=0.972。由最终所得模型可知,能量比值变量模型所得结果相对数量比值变量模型结果要好且稳定,多变量反演模型的拟合相关性及精度都比单变量模型要高。本研究所提取的参数相对较少,且能量比值变量的提取有一定的局限性,未来研究中应提取更多的高效参数且进一步加强能量比值变量的探究。

关键词：小光斑激光雷达针叶林郁闭度能量比值变量反演模型多元线性回归

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一种基于地面特征与树木位置关系的无人机和地基LiDAR点云配准方法

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中南林业科技大学学报 2024年第1期44卷 14-27页

作者：丁志文邢艳秋杨书航尹伯卿郭振东北林业大学森林作业与环境研究中心黑龙江哈尔滨150040

【目的】无人机激光雷达与地基激光雷达的工作方式不同,导致无人机点云缺乏林内信息,地基点云缺乏林冠信息,单一平台的LiDAR点云难以完整描述森林三维垂直结构,将这两者点云融合有利于消除各自的扫描盲区,估测更为准确的森林结构参数。... 详细信息

【目的】无人机激光雷达与地基激光雷达的工作方式不同,导致无人机点云缺乏林内信息,地基点云缺乏林冠信息,单一平台的LiDAR点云难以完整描述森林三维垂直结构,将这两者点云融合有利于消除各自的扫描盲区,估测更为准确的森林结构参数。基于此,提出了一种基于地面特征与树木位置关系的无标识自动化配准方法。【方法】选取哈尔滨城市林业示范基地内的蒙古栎和樟子松作为研究对象,采用大疆禅思L1激光雷达设备与FARO Focus3D X330三维激光扫描仪分别获取样地内的无人机和地基LiDAR点云。首先,利用改进的渐进式加密三角网滤波算法分别从无人机点云和地基点云中提取地面点云,基于两者相似的快速点特征直方图(FPFH)特征,使用随机采样一致性算法得到初始配准参数,完成初始配准。然后,从初始配准后的无人机点云和地基点云中提取相同高度处的树干点云的水平投影位置作为配准基元,分别构建不规则三角网,并基于三角形的角度相似性原理寻找同名三角形对。最后,使用奇异值分解法得到旋转平移参数,从而完成精细配准。【结果】蒙古栎样地内对应树木水平偏移距离的平均值为0.173 m,樟子松样地内对应树木水平偏移距离的平均值为0.283 m,2个样地的树木点云均取得了较高的配准精度。【结论】提出的点云配准方法有效实现了林区无人机点云数据和地基点云数据的配准,二者的融合可为快速完整地获取林木构型信息提供数据基础,从而推动多源激光雷达技术联合应用于林木三维重建和森林资源精细调查等方面。

关键词： FPFH 树木位置关系不规则三角网无人机点云地基点云

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基于背包激光扫描点云强度的胸径提取方法研究

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遥感技术与应用 2021年第6期36卷 1284-1293页

作者：黄志鑫邢涛邢艳秋东北林业大学森林作业与环境研究中心黑龙江哈尔滨150040

为了提高背包激光扫描点云林木胸径提取精度。以3块山区人工林做为研究对象,选取距离地面1.3 m处一定厚度的树干点云为胸径切片,切片厚度分别为0.2 m、0.4 m和0.6 m。对切片点云基于点云强度划分点云区间以获得多种胸径切片,将处理得到... 详细信息

为了提高背包激光扫描点云林木胸径提取精度。以3块山区人工林做为研究对象,选取距离地面1.3 m处一定厚度的树干点云为胸径切片,切片厚度分别为0.2 m、0.4 m和0.6 m。对切片点云基于点云强度划分点云区间以获得多种胸径切片,将处理得到的切片点云映射到二维平面,采用最小二乘法对二维点进行胸径提取。结果表明:切片厚度为0.6 m、强度区间为[5,10]的切片点云提取胸径结果最好,3块样地胸径提取结果RMSE分别为0.46 cm、0.83 cm和1.03 cm,MAE分别为0.37 cm、0.66 cm和0.81 cm,相对精度分别为97.03%、94.73%和96.73%。相比于同等条件下完整点云结果,RMSE分别降低了61.34%、25.90%和61.71%,MAE分别降低了68.91%、31.96%和65.97%,相对精度分别提高了6.10%、1.95%和5.8%。并且使用点云数量分别降低了97.63%、97.25%、97.83%,平均用时分别提高了98.5%、97.6%、96.36%。通过使用最佳强度区间内的点云提取胸径,不仅可以减少点云数量节约时间成本,更能够提高胸径提取精度,并为提取其他林木参数提供参考。

关键词：背包激光扫描胸径提取点云切片点云强度区间划分

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小兴安岭主要树种热值与碳含量

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生态学报 2009年第2期29卷 953-959页

作者：王立海孙墨珑东北林业大学森林作业与环境研究中心哈尔滨150040 东北林业大学理学院哈尔滨150040

对小兴安岭林区15种主要树种(红松、落叶松、鱼鳞云杉、臭冷杉、紫杉、蒙古栎、白桦、枫桦、紫椴、黄檗、水曲柳、胡桃楸、山杨、五角枫和春榆)不同器官的灰分含量、去灰分热值和碳含量进行了研究。采用快速灰化法测定灰分含量,量热法... 详细信息

对小兴安岭林区15种主要树种(红松、落叶松、鱼鳞云杉、臭冷杉、紫杉、蒙古栎、白桦、枫桦、紫椴、黄檗、水曲柳、胡桃楸、山杨、五角枫和春榆)不同器官的灰分含量、去灰分热值和碳含量进行了研究。采用快速灰化法测定灰分含量,量热法测定热值含量,吸收质量法测定碳含量。15种主要树种不同器官的灰分含量(质量分数)为:树叶0.60%～1.28%;树枝1.00%～2.98%;树干0.16%～1.22%;树皮2.15%～6.36%。15种主要树种不同器官的灰分含量(质量分数)从高到低依次为树皮、树枝、树叶、树干;不同器官的灰分含量(质量分数)具有显著差异(t检验,p<0.01)。15种主要树种平均灰分含量(质量分数)从高到低依次为春榆、山杨、蒙古栎、紫椴、黄檗、枫桦、水曲柳、鱼鳞云杉、五角枫、胡桃楸、红松、臭冷杉、紫杉、落叶松、白桦。15种主要树种不同器官的去灰分热值为:树叶20.85～22.85kJ/g;树枝19.92～21.95kJ/g;树干19.66～21.98kJ/g;树皮18.58～21.74kJ/g。15种主要树种不同器官的去灰分热值基本从高到低依次为树叶、树枝、树干、树皮;不同器官的去灰分热值具有显著差异(t检验,p<0.01)。15种主要树种平均去灰分热值从高到低依次为落叶松、红松、紫杉、鱼鳞云杉、胡桃楸、臭冷杉、山杨、五角枫、白桦、黄檗、水曲柳、紫椴、蒙古栎、枫桦、春榆。15种主要树种不同器官的碳含量(质量分数)为:树叶43.11%～45.08%;树枝44.31%～46.06%;树干46.30%～47.46%;树皮44.31%～45.46%。15种主要树种不同器官的去灰分热值基本从高到低依次为树干、树枝、树皮、树叶;不同器官的碳含量(质量分数)具有显著差异(t检验,p<0.01)。15种主要树种平均碳含量(质量分数)从高到低依次为落叶松、臭冷杉、鱼鳞云杉、红松、黄檗、紫杉、紫椴、山杨、白桦、枫桦、水曲柳、胡桃楸、五角枫、蒙古栎、春榆。针叶树种平均灰分含量普遍低于阔叶树种,平均去灰分热值和平均碳含量普遍高于阔叶树种。

关键词：小兴安岭主要树种灰分含量去灰分热值碳含量

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联合GF-3 PolSAR数据与Landsat-8 OLI数据的森林地上生物量估测

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中南林业科技大学学报 2020年第8期40卷 83-90页

作者：潘婧靓邢艳秋黄佳鹏汪献义东北林业大学森林作业与环境研究中心黑龙江哈尔滨150040

【目的】森林是陆地生态系统的重要组成部分,精确估测森林地上生物量对森林资源的经营管理具有指示作用,对研究全球碳循环具有重要意义。为了改善单一来源遥感数据估测森林地上生物量的不足,探讨了联合高分三号(Gaofen-3,GF-3)全极化(Po... 详细信息

【目的】森林是陆地生态系统的重要组成部分,精确估测森林地上生物量对森林资源的经营管理具有指示作用,对研究全球碳循环具有重要意义。为了改善单一来源遥感数据估测森林地上生物量的不足,探讨了联合高分三号(Gaofen-3,GF-3)全极化(Polarimetric synthetic aperture radar,PolSAR)数据极化分解参数和Landsat-8 OLI数据估测森林地上生物量的可行性,并针对多源遥感数据的冗余问题优化特征组合。【方法】以广西南宁市高峰林场为研究区,结合森林样地调查数据,提取GF-3 PolSAR数据的后向散射系数、极化分解参数和Landsat-8 OLI数据的光谱信息、植被指数、纹理,使用基于序列前向特征选择的K最近邻法(K-nearest neighbor based on sequence forward feature selection,KNN-SFS)估测研究区的森林地上生物量,以留一法交叉验证得到的森林地上生物量预测值和实测值之间的均方根误差(Root mean square error,RMSE)最小为原则,对比验证使用多源遥感数据和单一来源遥感数据时的估测结果,寻求估测森林地上生物量的最优特征组合,基于最优特征组合绘制研究区的森林地上生物量空间分布图。【结果】结合GF-3 PolSAR数据和Landsat-8 OLI数据估测研究区森林地上生物量的精度为RMSE=21.05 t·hm-2,R2=0.75,优于仅使用GF-3 PolSAR数据估测的精度(RMSE=28.38 t·hm-2,R2=0.47)和仅使用Landsat-8 OLI数据估测的精度(RMSE=29.52 t·hm-2,R2=0.42)。【结论】多源数据协同反演森林地上生物量可以提高估测的精度,基于KNN-SFS方法联合GF-3 PolSAR数据与Landsat-8 OLI数据可以较好地估测森林地上生物量。

关键词：高分三号森林地上生物量极化分解 K最近邻序列前向选择法

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冻融循环下大兴安岭粉质黏土中优先流水热效应显色示踪试验研究

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冰川冻土 2025年第2期47卷 490-503页

作者：杨如轩张虎何瑞霞金晓颖李善珍王文辉周刚义车富强金会军东北林业大学土木与交通学院/冻土研究所/教育部东北冻土地质系统与环境观测试验研究站黑龙江哈尔滨150040 黑龙江省自然资源调查院大兴安岭冻土与寒区环境野外科学观测研究站(自然资源部) 黑龙江哈尔滨150036 中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学与冻土工程全国重点实验室甘肃兰州730000 自然资源部国家林业和草原局重点国有林区森林资源监测中心黑龙江加格达奇165100

优先流是水分沿特定通道快速迁移的现象,与土壤孔隙特性密切相关。在多年冻土区,浅表层优先流主要由降雨、融水及人类活动产生。野外观测研究发现,浅表层优先流对中俄原油管道沿线冻土稳定性构成影响,但相关研究甚少。本文聚焦于大兴安... 详细信息

优先流是水分沿特定通道快速迁移的现象,与土壤孔隙特性密切相关。在多年冻土区,浅表层优先流主要由降雨、融水及人类活动产生。野外观测研究发现,浅表层优先流对中俄原油管道沿线冻土稳定性构成影响,但相关研究甚少。本文聚焦于大兴安岭地区浅表层沉积物中常见的粉质黏土,通过室内显色示踪试验,引入四类优先流——随机与规则大孔隙优先流、有机质夹层中微裂隙优先流、标准砂/粉质砂土夹层中指状优先流及碎石夹层中的漏斗状优先流,分析其对大兴安岭粉质黏土冻融循环过程的影响。结果表明:与参照试样密实的粉质黏土试样相比,微裂隙和大孔隙优先流使试样冻结和融化时间分别增加65%~87%和39%~57%,最低温度降低0.4~2.5℃,稳定时间延长1.9~2.4倍,体积含水率提高18%~25%,着色率提升15%~56%,优先流指数高于参照试样48%以上。进一步分析发现,优先流类型、水传输效率及通道连通性显著影响冻融循环过程中的温度与水分分布。本研究可为应对气候暖湿变化下冻土退化及管道维护提供重要科学依据。

关键词：冻融循环优先流水热影响显色示踪粉质黏土大兴安岭北部

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机载全波形LiDAR数据处理及林业应用研究综述

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世界林业研究 2015年第3期28卷 42-46页

作者：焦义涛邢艳秋霍达尤号田赵晨阳东北林业大学森林作业与环境研究中心哈尔滨150040

随着激光雷达技术的发展,近几年对小光斑全波形激光雷达数据处理方法及其应用的研究已成为国内外相关领域关注的热点。文中阐述小光斑全波形激光雷达的组成及数据特点,介绍波形数据的处理流程,并在此基础上概述小光斑全波形激光雷达波... 详细信息

随着激光雷达技术的发展,近几年对小光斑全波形激光雷达数据处理方法及其应用的研究已成为国内外相关领域关注的热点。文中阐述小光斑全波形激光雷达的组成及数据特点,介绍波形数据的处理流程,并在此基础上概述小光斑全波形激光雷达波形数据在林业中的应用;基于国内外研究现状,详细论述了波形分解和提取森林结构参数的理论及方法,分析了小光斑全波形激光雷达波形数据处理的局限性及其在林业中的应用前景。

关键词：小光斑全波形激光雷达波形预处理波形分解森林结构参数

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机载LiDAR航带旁向重叠对针叶林结构参数估测的影响

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林业科学 2018年第6期54卷 109-118页

作者：尤号田邢艳秋彭涛丁建华桂林理工大学测绘地理信息学院桂林541004 东北林业大学森林作业与环境研究中心哈尔滨150040

【目的】研究机载LiDAR航带旁向重叠对针叶林林分平均高和森林叶面积指数(LAI)估测的影响,为机载LiDAR点云数据区域森林结构参数估测提供参考。【方法】野外分别测定30块樟子松、33块长白落叶松样地的林分平均高和LAI,对原始LiDAR点云... 详细信息

【目的】研究机载LiDAR航带旁向重叠对针叶林林分平均高和森林叶面积指数(LAI)估测的影响,为机载LiDAR点云数据区域森林结构参数估测提供参考。【方法】野外分别测定30块樟子松、33块长白落叶松样地的林分平均高和LAI,对原始LiDAR点云数据进行去噪、点云分类、高程归一化和重叠点移除等处理,从重叠点移除前、重叠点和重叠点移除后的点云数据中分别提取一系列样方点云高度分位数(HP1、HP5、HP10、…、HP99、Hmax和Hmean)和激光穿透指数(LPI),借助留一交叉验证建立并评价樟子松和长白落叶松林分平均高和LAI估测模型的精度,通过对比分析估测模型的决定系数(R2)和均方根误差(RMSE)揭示机载LiDAR航带旁向重叠对针叶林林分平均高和LAI估测的影响。【结果】对樟子松林分平均高估测而言,重叠点移除前林分平均高的最高估测精度(R2=0.873,RMSE=0.940)出现在HP90处,重叠点林分平均高的最高估测精度(R2=0.892,RMSE=0.866)出现在HP80处,而重叠点移除后林分平均高的最高估测精度(R2=0.892,RMSE=0.868)出现在HP55处;对长白落叶松林分平均高估测而言,重叠点移除前、重叠点和重叠点移除后林分平均高的最高估测精度均出现在HP99处,R2分别为0.725、0.719和0.741,RMSE分别为1.196、1.209和1.161。对樟子松LAI估测而言,重叠点移除前估测结果 R2为0.666,RMSE为0.220,重叠点估测结果 R2为0.551,RMSE为0.255,重叠点移除后R2提高到0.794,RMSE降低为0.172;对长白落叶松LAI估测而言,重叠点移除前估测结果 R2为0.654,RMSE为0.110,重叠点估测结果 R2为0.640,RMSE为0.112,与樟子松估测结果一致,重叠点移除后长白落叶松LAI估测精度大幅度提高,R2变为0.762,RMSE变为0.091。【结论】无论是林分平均高还是森林LAI,相邻航带旁向重叠点移除后的估测精度均高于重叠点移除前和重叠点,且樟子松的估测精度高于长白落叶松。对林分平均高而言,樟子松和长白落叶松达到最高估测精度时所对应的点云高度分位数不同。机载LiDAR点云数据相邻航带旁向重叠点的移除可有效提高森林结构参数的估测精度,在未来机载LiDAR点云数据预处理时应加入重叠点移除操作。

关键词：机载激光雷达航带旁向重叠针叶林平均树高叶面积指数

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大兴安岭北部多年冻土区主要交通基础工程冻融灾害考察研究进展(Ⅰ):融沉灾害

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冰川冻土 2025年第2期47卷 354-371页

作者：王文辉车富强金会军李善珍唐建军李向龙翟金榜张泽黄帅薛广垠陈思宇王永平肖子旺金晓颖杨雪周刚义陈敦李国玉李安原东北林业大学土木与交通学院冻土研究所和寒区工程与环境中俄联合实验室黑龙江哈尔滨150040 黑龙江省自然资源调查院大兴安岭漠河冻土与寒区环境自然资源部野外科学观测研究站黑龙江哈尔滨150036 国家林业和草原局重点国有林区森林资源监测中心黑龙江省加格达奇165100 东北林业大学生态学院黑龙江哈尔滨150040 北方民族大学土木工程学院宁夏银川750000 中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学与冻土工程全国重点实验室甘肃兰州730000 绍兴文理学院土木工程学院与浙江省岩石力学与地质灾害重点实验室浙江绍兴314400

作为东北多年冻土典型区,在气候变化和人类活动的共同影响下,大兴安岭山区多年冻土广泛快速退化,并导致了冻融灾害的频发。为系统地掌握该区工程融沉灾害分布及冻土退化情况,我们采用电阻率层析成像(electrical resistivity tomography,... 详细信息

作为东北多年冻土典型区,在气候变化和人类活动的共同影响下,大兴安岭山区多年冻土广泛快速退化,并导致了冻融灾害的频发。为系统地掌握该区工程融沉灾害分布及冻土退化情况,我们采用电阻率层析成像(electrical resistivity tomography,ERT)、浅层测温(0~2 m)和无人机航测等方法于2023年8—9月开展了大兴安岭多年冻土区融沉灾害调查。结果表明,沥青路面下融沉长度和融沉量最大且以路基融沉(包含路基倾斜和波浪路面)为主;混凝土路面以长大深纵裂为主,而林区铁路和中俄原油管道(China-Russia Crude Oil Pipelines,CRCOPs)以管基和施工运营作业带(right-of-way,或ROW)融沉和热喀斯特为主。融沉灾害地理分异特征明显:融沉灾害多发现于地势平坦且冻土保存条件较好的位置,融沉灾害的年平均地温与坡度呈正相关关系,且破坏长度与坡度呈负相关关系。阳坡的融沉灾害平均破坏长度大于阴坡破坏长度。低纬度的融沉灾害平均破坏长度大于高纬度破坏长度。年平均地温较低的草甸土和森林土的融沉灾害平均破坏长度大于年平均地温较高的暗棕壤融沉灾害的破坏长度。融沉灾害对交通工程设施地基基础的安全运营造成了威胁:CRCOPs I和II线(漠河-大庆段)对多年冻土的热影响范围在水平方向大于伴行公路(如G111部分路段)的相应范围,垂直(深度)方向两者热影响范围相似。初步分析表明,交通基础设施施工运行以及局部微地形地貌(如阴阳坡和坡脚积水积雪)分异是融沉灾害的重要诱发因素。野外实践表明,探针式数字温度仪是开展浅层地温测量的实用工具,具有测量快速、操作便捷、经济高效等显著优势。但是,本次调查研究存在着覆盖范围、冻融灾害类型不够全面和相关监测内容不够细致全面、时间序列较短等问题。研究成果可为东北冻融灾害的监测和治理提供基础数据,同时为东北多年冻土区工程建设和后期维护提供多要素数据。

关键词：大兴安岭冻土退化冻融灾害电阻率层析成像(ERT) 无人机(UAV)

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