检索结果-内蒙古大学图书馆

中南林业科技大学学报 2023年第7期43卷 109-119,140页

作者：邓目丽蒋馥根龙依王天宏孙华中南林业科技大学林业遥感信息工程研究中心湖南长沙410004 中南林业科技大学林业遥感大数据与生态安全湖南省重点实验室湖南长沙410004 中南林业科技大学南方森林资源经营与监测国家林业和草原局重点实验室湖南长沙410004

【目的】归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)可以指示植被生长和覆盖状况,探究其长时间序列时空动态变化特征规律,对明确区域植被生态变化情况具有重要意义。【方法】利用谷歌地球引擎(google earth engine,G... 详细信息

【目的】归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)可以指示植被生长和覆盖状况,探究其长时间序列时空动态变化特征规律,对明确区域植被生态变化情况具有重要意义。【方法】利用谷歌地球引擎(google earth engine,GEE)云平台获取植被生长季(7—9月)长时间序列Landsat影像并构建NDVI指数。通过变异系数、Sen+Mann-Kendall趋势分析、未来趋势变化分析和空间自相关性计算,分析2000—2020年神木市NDVI时空变化特征及空间格局,并提取NDVI不同聚集区面积结合植被生长季累计降水量和平均气温进行分析。【结果】2000—2020年神木市NDVI显著增加,增速为1.25%·a^(-1);NDVI增加区域、稳定不变区域和退化区域分别占总面积的97.8%、0.4%和1.8%,退化区域主要分布在矿区和城市聚集区;NDVI变异系数主要集中在0.3~0.5之间,整体波动比较剧烈,变异程度呈现“东南高、西北较低”的空间格局;全区NDVI平均Hurst指数0.69,持续显著增加面积占比93.7%,未来植被变化趋势良好。全局Moran’I指数波动下降,NDVI全局空间自相关性逐渐减弱;NDVI低-低型聚集区的面积波动减少,与植被生长季累计降水量表现为显著负相关(P<0.05),低-高型聚集区面积与植被生长季平均气温表现为显著负相关,高-高型聚集区的面积波动增加,与植被生长季累计降水量表现为显著正相关(P<0.05)。【结论】近21年神木市NDVI整体变化较为剧烈,呈现增加趋势,其空间分布趋于破碎化,降水和升温对植被恢复有一定促进作用,且降水对于植被恢复的影响更大,未来植被覆盖状况变化表现为持续性显著增加。

关键词： NDVI google earth engine 变异系数 Sen+Mann-Kendall 空间格局神木市

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基于带宽优选地理加权回归模型的深圳市植被碳储量反演

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生态学报 2022年第12期42卷 4933-4945页

作者：龙依蒋馥根孙华王天宏邹琪陈川石中南林业科技大学林业遥感信息工程研究中心长沙410004 林业遥感大数据与生态安全湖南省重点实验室长沙410004 南方森林资源经营与监测国家林业与草原局重点实验室长沙410004 国家林业和草原局中南调查规划设计院长沙410004

植被碳储量估测是自然资源监测的重要内容,遥感技术结合地面样地进行反演可以获得区域范围内植被碳储量的空间连续分布,弥补了传统人工抽样调查估测的不足。然而,现有的参数和非参数遥感估测模型大多忽略了样地数据的变异与空间自相关... 详细信息

植被碳储量估测是自然资源监测的重要内容,遥感技术结合地面样地进行反演可以获得区域范围内植被碳储量的空间连续分布,弥补了传统人工抽样调查估测的不足。然而,现有的参数和非参数遥感估测模型大多忽略了样地数据的变异与空间自相关关系。研究以Landsat 8 OLI影像为数据源提取遥感变量,结合植被碳储量实测调查数据,利用最小信息准则(AICc)、最大空间自相关距离(MSAD)和交叉验证(CV)分别确定最优带宽,组合Gaussian、Bi-square和Exponential核函数构建地理加权回归(GWR)模型估算深圳市植被碳储量,并与多元线性回归(MLR)进行比较,选择最优模型绘制深圳市植被碳储量空间分布图。研究结果表明,GWR模型整体精度优于MLR模型,GWR模型的决定系数(R;)均高于MLR模型,且均方根误差(RMSE)和平均绝对误差(MAE)显著降低。带宽和核函数的选择对GWR模型估测结果产生了显著影响。以CV确定带宽、Exponential为核函数组合构建的GWR模型效果最佳,其R;为0.697,RMSE为10.437 Mg C/hm^(2),相比其它模型精度上升了13.87%—32.28%,且变量回归参数均存在显著空间非平稳性,能较好反映空间异质性。结合最优GWR模型和植被类型空间分布估算深圳市植被碳储量,得到其碳储量值在1.63—60.95 Mg C/hm^(2)之间,其中高值和低值主要分布于森林和草地区域,与深圳市植被覆盖情况基本一致。GWR模型考虑了变量空间异质性,基于带宽优选的GWR模型一定程度上能获得更合理的碳储量空间分布,能为深圳市植被碳储量遥感估算提供方法与技术参考。

关键词：遥感反演植被碳储量局部模型地理加权回归 Landsat 8

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基于Sentinel-2与机载激光雷达数据的误差变量联立方程组森林蓄积量反演研究

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中南林业科技大学学报 2020年第12期40卷 44-53页

作者：陈松孙华吴童蒋馥根中南林业科技大学林业遥感信息工程研究中心湖南长沙410004 中南林业科技大学林业遥感大数据与生态安全湖南省重点实验室湖南长沙410004 中南林业科技大学南方森林资源经营与监测国家林业与草原局重点实验室湖南长沙410004

【目的】研究通过提取Sentinel-2中的特征变量与机载激光雷达(Light detection and ranging,LiDAR)中的冠层高度模型(Canopy height model,CHM),探索使用误差变量联立方程组反演森林蓄积量制图的新方法。【方法】以广西壮族自治区国有... 详细信息

【目的】研究通过提取Sentinel-2中的特征变量与机载激光雷达(Light detection and ranging,LiDAR)中的冠层高度模型(Canopy height model,CHM),探索使用误差变量联立方程组反演森林蓄积量制图的新方法。【方法】以广西壮族自治区国有高峰林场的界牌与东升分场为研究区,机载LiDAR和Sentinel-2影像为数据源,利用皮尔森相关系数与方差膨胀因子(Variance inflation factor,VIF)结合线性逐步回归进行遥感特征变量筛选。通过VIF判断和线性逐步回归保留后的遥感特征变量与LiDAR提取的CHM,分别选用普通回归模型(多元线性逐步回归与Logistic模型)、误差变量联立方程组、随机森林(Random forest,RF)、kNN(k-Nearest Neighbor,kNN)4种反演方法开展森林蓄积量反演,并利用地面实测数据对反演结果进行验证。【结果】1)在普通回归模型中,Logistic模型的反演精度(RRMSE=30.41%)优于MLR模型的反演精度(RRMSE=30.53%);2)在误差变量联立方程组反演方法中,MLR-Logistic联立模型精度(RRMSE=29.29%)优于Logistic-Logistic、MLR-MLR与Logistic-MLR联立模型(RRMSE分别为29.40%、29.60%与29.66%);3)在4种反演方法中,误差变量联立方程组反演结果精度最高(R2=0.60),显著优于普通回归模型方法、随机森林与kNN反演方法(R2分别为0.56、0.39与0.28)。【结论】误差变量联立方程组反演方法更适用于森林蓄积量遥感估测,其反演精度最高,且获得的蓄积量空间连续分布结果与实际接近,制图效果最好,表明误差变量联立方程组反演森林蓄积量制图方法是可行的。

关键词：蓄积量遥感反演联立方程组机载激光雷达 Sentinel-2影像

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基于HLS数据的森林蓄积量遥感反演

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森林与环境学报 2021年第6期41卷 620-628页

作者：龙依蒋馥根孙华邱湘龙顾兴贵中南林业科技大学林业遥感信息工程研究中心湖南长沙410004 南方森林资源经营与监测国家林业与草原局重点实验室湖南长沙410004 中南林业科技大学芦头实验林场湖南岳阳414000

通过对比陆地卫星8号(Landsat 8)与协同陆地卫星和哨兵2号(HLS)数据在波段信息及森林蓄积量建模效果的差异,探索HLS数据源在森林蓄积量反演中的应用潜力。以内蒙古自治区旺业甸林场为研究区,以Landsat 8和HLS为数据源提取遥感变量,结合... 详细信息

通过对比陆地卫星8号(Landsat 8)与协同陆地卫星和哨兵2号(HLS)数据在波段信息及森林蓄积量建模效果的差异,探索HLS数据源在森林蓄积量反演中的应用潜力。以内蒙古自治区旺业甸林场为研究区,以Landsat 8和HLS为数据源提取遥感变量,结合森林蓄积量样地实测数据,利用线性逐步回归(LSR)和逐步随机森林(SRF)进行特征变量筛选,分别构建线性和非线性模型开展森林蓄积量反演,并进行精度验证及对比分析。结果表明:HLS影像中的7个波段与Landsat 8影像各对应波段均表现为极显著相关,相关系数绝对值均大于0.7(P<0.01),在波段信息上具有较好的一致性;基于Landsat 8及HLS影像数据构建多元线性回归和随机森林模型,其最优模型决定系数(R^(2))分别为0.55和0.54,均方根误差(RMSE)分别为65.66和68.15 m^(3)·hm^(-2),结果无显著性差异(P>0.05)。利用HLS影像进行森林蓄积量估测,可得到与Landsat 8相似的效果,且HLS数据无需进行繁琐的预处理,能显著提高森林蓄积量估测效率,为大尺度森林蓄积量遥感反演和森林资源监测提供参考。

关键词：森林蓄积量遥感反演协同陆地卫星和哨兵2号随机森林

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基于相机拍照的油茶果形状特征提取研究

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南京林业大学学报（自然科学版） 2022年第2期46卷 63-70页

作者：棘玉尹显明严恩萍蒋佳敏彭邵锋莫登奎林业遥感大数据与生态安全湖南省重点实验室国家林业和草原局南方森林资源管理与监测重点实验室中南林业科技大学林学院湖南长沙410004 湖南省林业科学院湖南长沙410004

【目的】为实现油茶果实尺寸及大小分布的快速获取,提出一种基于相机拍摄的油茶果形状特征参数批量化提取方法。【方法】首先将采摘油茶果摆放于含刻度尺的背景板,利用相机快速获取油茶果图像并进行校正;然后利用Mask R-CNN模型对图像... 详细信息

【目的】为实现油茶果实尺寸及大小分布的快速获取,提出一种基于相机拍摄的油茶果形状特征参数批量化提取方法。【方法】首先将采摘油茶果摆放于含刻度尺的背景板,利用相机快速获取油茶果图像并进行校正;然后利用Mask R-CNN模型对图像油茶果进行快速检测计数,根据生成的掩码采用椭圆拟合法统计油茶果特征参数(长轴长、短轴长、面积、周长)的像元个数;最后结合背景板刻度尺计算的像元大小,获取油茶果特征参数,同时利用实测值进行精度验证。【结果】Mask R-CNN模型的平均识别准确率和召回率分别为99.55%和91.19%,测度值为95.22%,满足用于统计油茶果形状特征参数的要求。对油茶果面积的估测精度最高,决定系数(R;)、平均绝对误差(MAE)、均方根误差(RMSE)分别为0.999 0、10.75 mm^(2)、14.88 mm^(2);其次为周长和长轴长,短轴长的估测精度最低,其R;、MAE、RMSE分别为0.864 7、3.15 mm、3.74 mm。【结论】该方法实现了油茶果采摘后的快速准确计数以及形状特征参数的批量化提取,可为大量果实特征参数的快速准确检测提供参考,为指导油茶果实分级和快速测产提供科学依据。

关键词：近景摄影形状特征提取图像处理卷积神经网络油茶果

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1990—2020年长江源地区生态环境质量动态变化及驱动力分析

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南京林业大学学报(自然科学版) 2024年

作者：王天宏蒋馥根龙依邓目丽孙华中南林业科技大学林业遥感信息工程研究中心林业遥感大数据与生态安全湖南省重点实验室南方森林资源经营与监测国家林业与草原局重点实验室

【目的】高效监测长江源地区生态环境质量的时空分布特征及其变化趋势，对维护三江源地区生态环境质量保护、制定长期、有效的生态保护恢复措施具有重要意义。由于遥感影像空间分辨率和数据获取及处理的限制，大区域遥感生态指数（remot... 详细信息

【目的】高效监测长江源地区生态环境质量的时空分布特征及其变化趋势，对维护三江源地区生态环境质量保护、制定长期、有效的生态保护恢复措施具有重要意义。由于遥感影像空间分辨率和数据获取及处理的限制，大区域遥感生态指数（remote sensing ecological index，RSEI）评价仍然存在局限性，需要完善方法，发挥其快速、客观、高效、可视化和可预测的优势。【方法】以Landsat系列影像为数据源，基于Google Earth Engine（GEE）平台快速云端计算获取1990—2020年植被生长季（6—9月）长江源地区的遥感影像，并计算区域长时间序列RSEI。使用变异系数、Sen+MK趋势分析、Hurst指数及趋势分析法，对长江源地区RSEI稳定性、时空变化特征、未来演化趋势及驱动力进行分析。【结果】①1990—2020年长江源地区RSEI主要分布于0.4～0.6之间，空间尺度上呈东高西低、南高北低的分布特征；②长江源地区RSEI变异系数均值为6.52%，表明东部和西部地区变化相对剧烈，中部地区变化相对稳定。RSEI整体呈现缓慢波动增加的趋势，年平均增速为0.004 7。在空间上，RSEI呈现整体改善，其中改善的区域占研究区面积的83.30%。③长江源地区RSEI的Hurst指数值平均值为0.53，未来变化持续性强于反持续性。长江源地区生态环境质量未来变化以持续改善为主，但整体趋势性偏弱，仍然存在退化的风险。④长江源地区RSEI与气温、夜间灯光指数、潜在蒸散发量均表现为正相关，表明自然因子和人类活动在一定程度上均能够影响生态环境质量改善。【结论】使用GEE获取遥感数据并结合时间序列数据分析，有快速监测大尺度生态环境质量的潜力，可以为三江源地区生态环境监测和保护提供参考。

关键词：长江源地区遥感生态指数(RSEI) 生态环境质量 Google Earth Engine(GEE) Hurst指数

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点云切片结合聚类算法的TLS单木探测方法研究

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南京林业大学学报（自然科学版） 2024年第4期48卷 113-122页

作者：易静马开森向建平唐杰蒋馥根陈松孙华中南林业科技大学林业遥感信息工程研究中心林业遥感大数据与生态安全湖南省重点实验室南方森林资源经营与监测国家林业和草原局重点实验室湖南长沙410004 湖南科技大学地理空间信息技术国家地方联合工程实验室湖南湘潭411201 中南林业科技大学芦头实验林场湖南岳阳414000

【目的】针对直接使用地面激光雷达生成的冠层高度模型(canopy height model,CHM)和归一化点云(normalized point cloud,NPC)在复杂林分探测中存在单木探测能力不足的问题,研究引入点云切片结合聚类的方法以提高单木探测精度。【方法】... 详细信息

【目的】针对直接使用地面激光雷达生成的冠层高度模型(canopy height model,CHM)和归一化点云(normalized point cloud,NPC)在复杂林分探测中存在单木探测能力不足的问题,研究引入点云切片结合聚类的方法以提高单木探测精度。【方法】以广西壮族自治区6个不同林分密度的人工林样地为研究对象,利用地面激光扫描获取样地的归一化点云数据,提取高度在1.3 m处的点云切片,分别采用基于密度噪声应用空间聚类(DBSCAN)和均值漂移聚类(MS)算法对切片中的树干点云进行聚类。利用野外实测调查数据进行精度验证,并与基于CHM的局部最大值算法和基于NPC的点云分割算法(point cloud segmentation,PCS)的探测结果对比,评价和分析不同探测方法的适用性与参数敏感性。【结果】所有方法均可获得良好的探测结果,各样地的最优总体探测精度得分F≥0.86;点云切片结合聚类算法的单木探测方法结果最优。DBSCAN算法的聚类阈值(Eps)和均值漂移算法的聚类半径可显著影响单木探测率,最大Eps取决于最大林木间距,聚类半径接近最大单木胸径时的探测结果最优。【结论】基于点云切片结合聚类算法的单木探测能提高下层林木探测率,可有效改善高密度林分的单木探测精度,为不同林分的单木探测方法选择提供参考。

关键词：地面激光扫描单木探测点云切片聚类算法林木参数提取人工林

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基于距离相关系数和KNN回归模型的森林蓄积量估测研究

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中南林业科技大学学报 2020年第4期40卷 22-27,33页

作者：宋亚斌邢元军江腾宇林辉国家林业和草原局中南调查规划设计院湖南长沙410014 中南林业科技大学林业遥感信息工程研究中心湖南长沙410004 南方森林资源经营与监测国家林业与草原局重点实验室湖南长沙410004

【目的】探究Landsat8 OLI数据和KNN算法在森林蓄积量估测中的潜力。【方法】以湖南省湘潭县为研究区,采用Landsat8 OLI数据和同时期的二类调查数据,通过距离相关系数筛选特征,分别采用线性回归模型(MLR)、K-近邻模型(KNN)、距离加权KN... 详细信息

【目的】探究Landsat8 OLI数据和KNN算法在森林蓄积量估测中的潜力。【方法】以湖南省湘潭县为研究区,采用Landsat8 OLI数据和同时期的二类调查数据,通过距离相关系数筛选特征,分别采用线性回归模型(MLR)、K-近邻模型(KNN)、距离加权KNN模型(DW-KNN)和优化欧式KNN模型(FW-KNN)对森林蓄积量进行估测。使用十折交叉方法进行精度检验,对检验结果进行对比分析。【结果】3种KNN模型的估测结果均高于传统的线性模型,并且在3种KNN模型中,FW-KNN算法效果最好,决定系数达到0.69,为3种模型中最高;3种KNN模型中,本研究优化欧氏距离KNN模型的估测精度最高,其均方根误差为30.3%,相比于传统KNN模型的均方根误差降低了5.1%,相比于DW-KNN模型降低了3.3%。【结论】采用DW-KNN蓄积量估测结果明显优于其他两种模型,说明通过特征与蓄积量的相关性优化样本间的距离是一种可行的KNN优化方法。

关键词：森林蓄积量 KNN方法距离相关系数十折交叉验证 Landsat8 OLI

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联合GF-6和Sentinel-2红边波段的森林地上生物量反演

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生态学报 2021年第20期41卷 8222-8236页

作者：蒋馥根孙华李成杰马开森陈松龙江平任蓝翔中南林业科技大学林业遥感信息工程研究中心长沙410004 林业遥感大数据与生态安全湖南省重点实验室长沙410004 南方森林资源经营与监测国家林业与草原局重点实验室长沙410004 广西壮族自治区森林资源与生态环境监测中心南宁530000 国家林业和草原局中南调查规划设计院长沙410004

光谱反射率能反映地物差异,是森林地上生物量(Aboveground Biomass, AGB)遥感反演的理论基础。红边波段处于近红外与红光波段交界处快速变化的区域,能对植被冠层结构和叶绿素含量的微小变化做出快速反应,对植被生长状况较敏感。研究以G... 详细信息

光谱反射率能反映地物差异,是森林地上生物量(Aboveground Biomass, AGB)遥感反演的理论基础。红边波段处于近红外与红光波段交界处快速变化的区域,能对植被冠层结构和叶绿素含量的微小变化做出快速反应,对植被生长状况较敏感。研究以GF-6和Sentinel-2多光谱影像作为数据源,结合野外调查AGB数据,构建落叶松和樟子松AGB线性和非线性估测模型,通过比较模型精度选择最优模型进行森林AGB反演和空间分布制图。结果表明:GF-6和Sentinel-2影像红边波段反射率与落叶松、樟子松AGB均呈显著相关(P<0.05),红边波段对AGB估测较敏感。多变量估测模型整体估测效果优于单变量模型,所有模型中多元线性回归模型取得了最优的决定系数(落叶松R2=0.66,樟子松R2=0.65)和最低的均方根误差(落叶松RMSE=31.45 t/hm^(2),樟子松RMSE=54.77 t/hm^(2))。相比单个数据源,联合GF-6和Sentinel-2影像构建的多元线性回归模型估测效果得到了显著提升,模型RMSE对于落叶松和樟子松AGB估测分别最大降低了22.9%和11.2%。增加红边波段进行AGB估测能显著提高模型估测精度,三组数据源分别加入红边波段信息后进行建模,模型RMSE得到了显著降低。GF-6拥有800 km观测幅宽和高效的重访周期,可以快速地提供大尺度时间序列数据,在森林地上生物量反演和动态监测方面有着很大潜力。

关键词：森林地上生物量落叶松樟子松遥感反演 GF-6 Sentinel-2

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利用ZY-3立体像对的桉树林分平均高估测

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测绘科学 2022年第2期47卷 117-125页

作者：张廷琛林辉刘兆华龙江平中南林业科技大学林业遥感信息工程研究中心长沙410004 林业遥感大数据与安全湖南重点实验室长沙410004 南方森林资源经营与检测国家林业和草原局重点实验室长沙410004

针对如何快速准确地估测桉树林分平均高以进一步评价桉树生长过程和质量的问题,该文研究利用ZY-3号立体像对数据,提取了研究区冠层高度模型(NF_CHM、NB_CHM和3S_CHM)。在此基础上,利用冠层高度模型(CHM)、ZY-3号多光谱数据提取的遥感因... 详细信息

针对如何快速准确地估测桉树林分平均高以进一步评价桉树生长过程和质量的问题,该文研究利用ZY-3号立体像对数据,提取了研究区冠层高度模型(NF_CHM、NB_CHM和3S_CHM)。在此基础上,利用冠层高度模型(CHM)、ZY-3号多光谱数据提取的遥感因子,结合多种线性和非线性模型协同反演了桉树的林分平均高。研究结果表明,使用该方法估测精度(RMSE=2.15 m,RRMSE=14.5%,RE=0.11),优于单独使用冠层高度模型(CHM)估测桉树林分平均高的精度。研究结果为进一步利用ZY-3立体像对数据对桉树林分平均高估测提供了新的思路。

关键词：资源三号立体像对林分平均高机器学习模型桉树

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