检索结果-内蒙古大学图书馆

林草资源研究 2021年第1期 61-68页

作者：吴思敏孙华林辉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

随着激光雷达获取的点云密度不断增加,提取样地尺度的林分平均高成为可能。但样地尺度林分平均高的提取精度与树种之间的关系尚不明确,急需一种能适应各种树种的林分平均高提取方法。以广西省国有高峰林场为例,采用机载LiDAR点云数据生... 详细信息

随着激光雷达获取的点云密度不断增加,提取样地尺度的林分平均高成为可能。但样地尺度林分平均高的提取精度与树种之间的关系尚不明确,急需一种能适应各种树种的林分平均高提取方法。以广西省国有高峰林场为例,采用机载LiDAR点云数据生成的冠层高度模型（Canopy height model, CHM）,结合地面实测的201个样地数据,提出了一种结合自适应阈值与峰值的林分平均高提取算法,并分析了树种对提取精度的影响。结果表明:1)不同树种的林分平均高提取精度存在差异,杉木精度最高,而桉树和其他阔叶树种精度次之;2)自适应阈值结合峰值的算法能够较好提取林分平均高（R2=0.75,RMSE=3.11m,rRMSE=22.07%）,并且对于不同的树种都有较强的稳健性;3)阔叶树种和针叶树种对不同的提取方法存在敏感性差异。研究提取的林分平均高可为森林蓄积量与生物量反演研究提供依据和参考。

关键词： LiDAR 自适应阈值冠层高度模型林分平均高

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基于国产高分数据的森林蓄积量反演研究

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林草资源研究 2021年第3期 101-107页

作者：肖越许晓东龙江平林辉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

以内蒙古旺业甸林场为研究区,结合地面调查,对高分二号遥感数据进行预处理,并提取光谱信息、植被指数及纹理信息等48个遥感因子,采用Pearson相关系数法筛选出8个因子进行建模。采用多元线性回归、多层感知机、K-近邻、支持向量机、随机... 详细信息

以内蒙古旺业甸林场为研究区,结合地面调查,对高分二号遥感数据进行预处理,并提取光谱信息、植被指数及纹理信息等48个遥感因子,采用Pearson相关系数法筛选出8个因子进行建模。采用多元线性回归、多层感知机、K-近邻、支持向量机、随机森林模型估测森林蓄积量,得到研究区内森林蓄积量反演图。结果表明:1)高分二号影像提取的遥感因子中,基于二阶矩阵的纹理特征均值(Mean)与森林蓄积量的相关性较高;2)随机森林相对于多元线性、多层感知机、K-近邻、支持向量机等方法具有更好的森林蓄积量估测精度,其相对均方根误差(rRMSE)为25.40%;3)研究区内森林蓄积量高的地区主要分布在西部和东南部;森林蓄积量低的地区主要分布在西北部、中部及北部,与实际调查情况一致。国产高分二号影像利用随机森林算法在森林蓄积量反演方面具有一定的潜力。

关键词：遥感高分二号随机森林森林蓄积量空间分布

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银杏落叶期叶片NDVI值2种拟合方法比较

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中南林业科技大学学报 2020年第2期40卷 95-101页

作者：周柯妙林辉宋仁飞蒋仟陈忠明杜凯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 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 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】对银杏Ginkgo biloba L.落叶期(9—12月)的叶片进行连续定期定点的高光谱测量,计算出能代表其生长状况和营养信息的高光谱参量NDVI值,通过选用两种不同的曲线拟合方法对其NDVI值进行宏观上的以时间为自变量的曲线拟合,选出最优... 详细信息

【目的】对银杏Ginkgo biloba L.落叶期(9—12月)的叶片进行连续定期定点的高光谱测量,计算出能代表其生长状况和营养信息的高光谱参量NDVI值,通过选用两种不同的曲线拟合方法对其NDVI值进行宏观上的以时间为自变量的曲线拟合,选出最优拟合方法,更好地了解银杏落叶期叶片光谱特征参量NDVI值的变化趋势,从而更有效地对其进行决策和控制,为植被的大尺度遥感动态监测提供方法参考。【方法】利用SVC HR-1024I全波段地物光谱仪,选取三株健康、生长环境相同、长势相近的中龄银杏为叶片采集对象,对其落叶期冠层叶片进行定期定点定方位的高光谱观测。对获取的高光谱原始数据进行数据筛选与预处理后,通过计算得出叶片的NDVI值,分别采用二次函数拟合法和ARIMA时间序列拟合法对落叶期叶片的NDVI值进行曲线拟合,并对两种拟合方法的拟合结果进行比较,选出最适合银杏叶片落叶期NDVI值的拟合方法。【结果】二次函数拟合结果为NDVI=-0.0221T2+0.0547T+0.711,决定系数R2为0.926,但因拟合结果t值不显著,样本结果随机性大,不具广泛性;ARIMA时间序列拟合中ARIMA(2,1,2)模型估测结果与实际情况接近,R2为0.811,拟合效果较好。【结论】ARIMA时间序列拟合方法比二次行数拟合方法更适用于对银杏落叶期叶片的NDVI值进行拟合。

关键词：高光谱二次函数拟合 ARIMA拟合 NDVI 银杏

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地面激光雷达扫描参数与点云简化对林木参数提取的影响

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中南林业科技大学学报 2024年第5期44卷 35-45页

作者：向兴龙孙华唐杰潘政尚周榕宋柯馨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】林木参数是森林蓄积量、森林生物量估算的基础指标,传统的人工调查方式费时费力,已难以适应新形势下数字化森林资源监测技术的要求。地面激光雷达扫描技术能够获取小尺度高分辨率的林分内部结构信息,为林分环境条件下林木胸径... 详细信息

【目的】林木参数是森林蓄积量、森林生物量估算的基础指标,传统的人工调查方式费时费力,已难以适应新形势下数字化森林资源监测技术的要求。地面激光雷达扫描技术能够获取小尺度高分辨率的林分内部结构信息,为林分环境条件下林木胸径、树高提取提供一种新的思路。【方法】以芦头实验林场杉木林样地为研究对象,针对FARO Focus 3D X330三维激光扫描仪设计了7种不同的扫描组合方式对样地进行扫描,提出象限角点云简化思路进行参数提取和精度评价,探究不同扫描组合方式对林木胸径、树高参数提取精度与效率的影响。【结果】1)当扫描分辨率为1/2、质量为4X时,胸径参数提取精度最高;当扫描分辨率为1/4、质量为4X时,树高参数提取精度最高。2)在林木参数提取结果没有显著性差异的前提下,扫描分辨率为1/4、质量为4X的扫描参数工作效率最高。3)选取同时兼顾精度和效率的1/4扫描分辨率、质量4X的扫描结果,进行象限角点云简化,简化的点云能够准确地提取出林木胸径参数。【结论】研究结果对于具有相同或相似地理条件和树种的林地选择扫描参数和点云简化方式具有重要参考价值,可以提高内业工作效率,同时也为地面激光雷达野外样地调查提供方法和技术参考。

关键词：地面激光雷达林木参数点云数据扫描分辨率象限角点云简化

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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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神木市植被NDVI动态变化及时空格局分析

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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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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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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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基于多源遥感数据的CNN水稻提取研究

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国土资源遥感 2020年第4期32卷 97-104页

作者：蔡耀通刘书彤林辉张猛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局重点实验室长沙410004 中南林业科技大学林学院长沙410004

水稻是中国种植面积最广泛的粮食作物之一,适时、准确的水稻识别与监测对于国家粮食安全和农用地空间格局演变具有重要意义。基于水稻物候关键期的多时相Sentinel-2A光谱数据、植被指数、植被丰度以及基于Landsat8反演得到的地表温度(la... 详细信息

水稻是中国种植面积最广泛的粮食作物之一,适时、准确的水稻识别与监测对于国家粮食安全和农用地空间格局演变具有重要意义。基于水稻物候关键期的多时相Sentinel-2A光谱数据、植被指数、植被丰度以及基于Landsat8反演得到的地表温度(land surface temperature,LST),采用卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)、支持向量机(support vector machine,SVM)和随机森林(random forest,RF)算法对高异质化的长株潭核心区的水稻进行了提取,并得到了对应的水稻填图。研究结果显示,利用多时相多源遥感数据通过CNN算法能够有效提取高异质化程度区域的水稻信息,水稻分类总体精度(overall accuracy,OA)和Kappa系数分别达到了92%与0.90以上。该文提出的基于CNN的水稻信息识别方法,能够为改善与提高异质化程度较高区域水稻信息提取的精度提供行之有效的技术与途径。

关键词：水稻 Sentinel-2A Landsat8 CNN 长株潭地区

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基于高景一号遥感影像的林地信息提取

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中南林业科技大学学报 2020年第7期40卷 32-40页

作者：曾文林辉李新宇肖越鲁宏旺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学院湖南长沙410004 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 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】及时、准确地掌握林地信息是森林经营管理的前提,高分辨率遥感影像为林地信息精细识别提供了可能。【方法】以当阳市玉泉乡为研究区,以国产卫星高景一号(SV-1)遥感影像为数据源,提取各波段光谱信息和植被指数作为分类特征,采用... 详细信息

【目的】及时、准确地掌握林地信息是森林经营管理的前提,高分辨率遥感影像为林地信息精细识别提供了可能。【方法】以当阳市玉泉乡为研究区,以国产卫星高景一号(SV-1)遥感影像为数据源,提取各波段光谱信息和植被指数作为分类特征,采用特征可分性、重要性及特征间冗余度分别构建了4种特征评价准则,基于支持向量机(SVM)分类器对研究区进行林地信息提取,结合森林资源二类调查结果进行精度验证。【结果】1、评价准则中,特征重要性优于可分性,特征可分性受高度相关的特征组合(如OSAVI和NDVI等)的影响会造成分类精度的下降。2、在特征重要性和可分性的基础上结合特征间冗余度能进一步提高分类精度并有效降低特征维数,特征维数由11维降至8维,特征可分性方法和特征重要性的分类精度分别提高了4.65%和4.58%;3、根据特征重要性结合冗余度选择RGVI、EVI、B1、B3、B2、DVI、RVI、Brightness 8个特征,建立SVM线性核分类模型可以达到最优分类效果,总体分类精度高达92.49%,Kappa系数为0.9084。【结论】SV-1遥感影像由于其高空间分辨率在林地信息精细提取中具有可行性,本研究通过建立特征评价准则筛选分类特征能进一步挖掘分类器的泛化能力,为及时、准确地获取林地信息提供技术支撑,同时也为同等高分辨率遥感卫星数据处理提供了参考。

关键词：林地信息提取特征评价准则支持向量机分类高景一号

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