检索结果-内蒙古大学图书馆

南京林业大学学报（自然科学版） 2021年第6期45卷 193-199页

作者：卢军刘宪钊孟维亮李红军中国林业科学研究院资源信息研究所国家林业和草原局森林经营与生长模拟重点实验室北京100091 中国科学院自动化研究所北京100090 北京林业大学理学院北京100083

【目的】使用地面三维点云数据,提出一种单株树木三维网格模型重建方法,为精准获取测树因子提供技术支撑。【方法】对获取的点云进行预处理,使用k-d树构建近邻关系图,用Dijkstra算法求算出子图的根。检测出有效路径后,使用探测半径计算... 详细信息

【目的】使用地面三维点云数据,提出一种单株树木三维网格模型重建方法,为精准获取测树因子提供技术支撑。【方法】对获取的点云进行预处理,使用k-d树构建近邻关系图,用Dijkstra算法求算出子图的根。检测出有效路径后,使用探测半径计算关键路径。计算树枝骨架,然后对初始骨架进行Bezier曲线半径平滑,得到平滑的骨架,再将骨架连接,使用半径平滑和圆柱拟合减少点云密度小造成的拟合不足的情况,能够最大限度保留树枝的细节。【结果】使用3株落叶松点云数据构建了树枝树干表面网格模型,重建了树木三维结构。将树干、树枝的三维网格模型与点云匹配后,效果较好;所构建的模型能够进行细小枝条的重建,而不是模拟细枝,通过观察重建结果,一级枝的重建效果非常好,大的二级枝也能得到很好的展示;整套算法计算快速,计算时间与枝条的复杂程度、连接关系有关。【结论】基于关键路径探测的方法能够很好地构建树木的三维网格模型,可以用于单株树木测树因子的精确提取。

关键词：单木三维结构地面三维激光扫描点云数据测树因子落叶松

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森林质量评价及精准提升理论与技术研究

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北京林业大学学报 2019年第5期41卷 1-18页

作者：张会儒雷相东张春雨赵秀海胡雪凡中国林业科学研究院资源信息研究所北京100091 国家林业与草原局森林经营与生长模拟重点实验室北京100091 国家林业与草原局森林经营工程技术研究中心北京100091 北京林业大学林学院北京100083

在当前大力推进生态文明建设的背景下,森林质量提升已经成为一个重要的主题,并将是今后相当长一个时期内林业的目标和任务。森林经营是实现森林质量提升的根本途径,当前迫切需要明确实现精准提升森林质量的理论基础和技术体系。森林质... 详细信息

在当前大力推进生态文明建设的背景下,森林质量提升已经成为一个重要的主题,并将是今后相当长一个时期内林业的目标和任务。森林经营是实现森林质量提升的根本途径,当前迫切需要明确实现精准提升森林质量的理论基础和技术体系。森林质量的评价指标有哪些?如何基于生态学理论和经营理论来提升森林质量?本文采用文献分析方法,对国内外森林质量评价指标进行了综述,从森林干扰理论、演替理论、主导生态因子作用、生态位原理、生物多样性原理和边缘效应原理等方面总结分析了质量提升的生态学和林学基础。认为森林质量评价指标存在层次性和目标相关性,核心是森林生态系统本身的属性,提出了评价指标体系框架。构建了森林质量精准提升技术体系,包括立地评价和适地适树、森林生长收获预测、森林经营规划等7个方面,为我国的森林质量精准提升工作提供依据。

关键词：森林质量评价指标质量提升理论基础提升技术

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冬奥核心区华北落叶松和白桦单木冠幅预测模型——组级贝叶斯模型、加性模型和混合效应模型比较

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林业科学 2022年第10期58卷 89-100页

作者：张晓芳郭旭展洪亮陈涛符利勇张会儒中国林业科学研究院资源信息研究所北京100091 国家林业和草原局森林经营与生长模拟重点实验室北京100091 信阳师范学院计算机与信息技术学院信阳464000 信阳师范学院数学与统计学院信阳464000 中国林业科学研究院华北林业实验中心北京102300 河北省张家口市崇礼区林业和草原局张家口075000

【目的】构建冬奥核心区华北落叶松和白桦单木冠幅预测模型,对比不同模型的优缺点,给出模型选择建议,为获取更多的单木和林分参数提供支撑,为华北落叶松和白桦科学经营决策提供理论依据。【方法】以冬奥核心区4 537株华北落叶松和2 603... 详细信息

【目的】构建冬奥核心区华北落叶松和白桦单木冠幅预测模型,对比不同模型的优缺点,给出模型选择建议,为获取更多的单木和林分参数提供支撑,为华北落叶松和白桦科学经营决策提供理论依据。【方法】以冬奥核心区4 537株华北落叶松和2 603株白桦为研究对象,首先,选取10种常用冠幅-胸径模型作为备选模型分别拟合华北落叶松和白桦数据,从中选出AIC和BIC最小的模型作为基础模型;然后,在基础模型中进一步添加与冠幅相关系数大的变量作为协变量构建修正模型;最后,在修正模型基础上分别构建华北落叶松和白桦冠幅的非线性最小二乘模型、单水平非线性混合效应模型、加性模型和组级贝叶斯模型。【结果】4种华北落叶松冠幅模型中,加性模型的预测精度最高(R^(2)_mean=0.704 3,RMSE_mean=0.512 7),4种白桦冠幅模型中,非线性混合效应模型的预测精度最高(R^(2)_mean=0.664 3,RMSE_mean=0.794 4)。在变量方面,华北落叶松和白桦冠幅均随其胸径递增,华北落叶松冠幅随其树高缓慢递增、枝下高递减,白桦冠幅随其冠长率先减小后增大,并受林分密度影响波动较大,当林分密度为600~800 hm-2时,白桦冠幅随林分密度递减,此时应进行适当补植;当林分密度为800~1 000 hm-2时,白桦冠幅随林分密度递增,并在1 000 hm-2时出现拐点,如果经营目的是为了环境保护,可将林分密度控制在1 000 hm-2左右;当林分密度为1 000~1 200 hm-2时,白桦冠幅随林分密度递减,此时可对林分进行抚育间伐调整林分密度。【结论】冬奥核心区华北落叶松冠幅受胸径、树高和枝下高影响较大,白桦冠幅受胸径、冠长率和林分密度影响较大。无论是预测华北落叶松还是白桦冠幅,组级贝叶斯模型、加性模型和非线性混合效应模型效果均优于非线性最小二乘模型,在仅添加样地随机效应的情况下,首选加性模型和非线性混合效应模型,其次选择组级贝叶斯模型,但考虑到训练组级贝叶斯模型时间长、对表达式敏感等因素,可用别的模型替代时建议不使用组级贝叶斯模型。

关键词：华北落叶松冠幅预测模型白桦冠幅预测模型非线性混合效应模型组级贝叶斯模型加性模型冬奥核心区

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雄安新区土壤氮空间分布预测方法

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生态学杂志 2024年第8期43卷 2354-2364页

作者：郭晓雪刘志军高东丽徐成立张可欣刘宪钊中国林业科学研究院资源信息研究所国家林业和草原局森林经营与生长模拟重点实验室北京100091 中国雄安集团生态建设投资有限公司雄安新区071699 国家林业和草原局产业发展规划院北京100010

土壤全氮(soil total nitrogen,STN)和速效氮(available nitrogen,AN)的空间分布是影响植被生产力的重要因素。以雄安新区东部91个取样点的上下两层共182个土壤样品为研究对象,采用土地利用方式为辅助变量的克里格(kriging combined wit... 详细信息

土壤全氮(soil total nitrogen,STN)和速效氮(available nitrogen,AN)的空间分布是影响植被生产力的重要因素。以雄安新区东部91个取样点的上下两层共182个土壤样品为研究对象,采用土地利用方式为辅助变量的克里格(kriging combined with land-use,KLU)、普通克里格(ordinary kriging)、反距离加权法(inverse distance weighting,IDW)、径向基函数法(radial basis function,RBF)4种方法对STN含量、AN含量、土壤全氮密度(soil total nitrogen density,STND)、速效氮密度(available nitrogen density,AND)的空间分布分布进行预测,并以均方根误差(root mean square error,RMSE)、平均绝对误差(mean absolute error,MAE)和相关系数(R)为指标比较分析4种插值方法的预测效果,进而对研究区STN、AN空间分布格局和区域储量进行评价。结果表明:在垂直分布上,STN、AN含量和密度均随土层深度的增加而减小;水平分布上,不同土地利用方式STN、AN含量和密度之间均具有显著差异(P<0.05);预测STN、AN含量和密度空间分布的最优插值方法是KLU;在表层土壤中,由KLU得到的R分别为0.574(STN)、0.426(AN)、0.555(STND)和0.407(AND),比其他3种插值方法平均提高0.350、0.390、0.304、0.310;RMSE分别为0.2255(STN)、21.5902(AN),0.0901(STND),8.5365(AND),比其他3种插值方法平均减少0.0481、3.7874、0.0166、1.4236;MAE最接近于0;在下层土壤中KLU也具有相同的优势。

关键词：雄安新区土壤全氮速效氮土地利用方式空间分布

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林木高径比研究综述

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世界林业研究 2023年第1期36卷 59-65页

作者：严铭海黄清麟王金池王少杰中国林业科学研究院资源信息研究所北京100091 国家林业和草原局森林经营与生长模拟重点实验室北京100091 国家林业和草原局中南调查规划院长沙410014 国家林业和草原局产业发展规划院北京100010

林木高径比是基本测树因子之一。由于精确树高测定困难(特别是在结构复杂的森林中),对林木高径比的直接相关研究相对较少。文中从林木高径比的研究对象、影响因素、林木高径比与单一测树因子的关系、林木高径比模型模拟、林木高径比与... 详细信息

林木高径比是基本测树因子之一。由于精确树高测定困难(特别是在结构复杂的森林中),对林木高径比的直接相关研究相对较少。文中从林木高径比的研究对象、影响因素、林木高径比与单一测树因子的关系、林木高径比模型模拟、林木高径比与林木遭受风雪灾害的关系5个方面进行综述,以期为进一步研究林木高径比奠定基础。目前大部分研究是针对结构简单、单层同龄的人工针叶纯林,针对分树种和分林层的研究极少且只有国外报道。林木高径比可能受到树龄、树种、竞争、立地和气候等多种因素的影响。胸径、断面积、材积和地径等单一测树因子与林木高径比关系较为紧密,且呈负相关,而树高、冠长、冠幅、树冠面积、冠径、树冠比和树冠闭合百分比等单一测树因子与林木高径比关系较不紧密。目前的林木高径比模型多以胸径为自变量,然后进行多模型优选,所选的最佳模型多为非线性模型;部分研究则在最佳模型中加入其他的自变量,如竞争、立地、林层和树种等因子。多数研究认为,林木高径比越大,林木越容易遭受风雪灾害。

关键词：林木高径比影响因素模型优选非线性模型

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微钻阻力法间接测量木材密度

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林业科学 2022年第9期58卷 138-147页

作者：姚建峰郭旭展符利勇王雪峰雷相东卢军郑一力宋新宇信阳师范学院计算机与信息技术学院信阳464000 国家林业和草原局森林经营与生长模拟重点实验室北京100091 中国林业科学研究院资源信息研究所北京100091 北京林业大学工学院北京100083 信阳师范学院数学与统计学院信阳464000

【目的】探究微钻阻力仪钻针阻力与木材密度之间合适的模型形式,以及不同树种之间和同类树种之间的数学模型适应性,为微钻阻力法间接测量木材密度提供依据。【方法】1)使用Resistograph 650-S微钻阻力仪测量包含软木和硬木8个树种木材... 详细信息

【目的】探究微钻阻力仪钻针阻力与木材密度之间合适的模型形式,以及不同树种之间和同类树种之间的数学模型适应性,为微钻阻力法间接测量木材密度提供依据。【方法】1)使用Resistograph 650-S微钻阻力仪测量包含软木和硬木8个树种木材样品的钻针阻力和绝干密度,每个树种2/3的测量数据作为建模数据集,1/3的测量数据作为测试数据集;2)基于总体建模数据集,建立所有树种钻针平均阻力与木材绝干密度之间的线性模型、对数模型以及线性模型与对数模型相结合的混合模型,选用决定系数最高的模型形式作为总模型反映钻针平均阻力与木材绝干密度之间的关系;3)基于软木类和硬木类建模数据集,使用选定的模型形式分别建立软木类和硬木类木材钻针平均阻力与木材绝干密度之间的类模型;4)基于每个树种建模数据集,使用选定的模型形式建立每个树种钻针平均阻力与木材绝干密度之间的分模型;5)基于测试数据集,计算总模型、类模型和分模型的估计标准误差和平均估计精度,分析各级别模型之间估计标准误差和平均估计精度是否存在显著性差异。【结果】1)基于总体建模数据集建立的线性模型、对数模型以及线性模型与对数模型相结合的混合模型的决定系数分别为0.942、0.952和0.961;2)软木和硬木类模型的决定系数分别为0.780和0.864,分模型的决定系数在0.397~0.943之间;3)总模型、类模型和分模型估计标准误差分别为32.222、31.635和27.121 kg·m-3,平均估计精度分别为95.554%、95.636%和96.292%;4)各树种总模型、类模型和分模型相互之间的估计标准误差和平均估计精度在0.1水平上均不存在显著性差异。【结论】1)线性模型与对数模型相结合的混合模型的决定系数最高,采用线性模型与对数模型相结合的混合模型形式研究钻针阻力与木材绝干密度之间的关系较为合适;2)分模型的估计标准误差最小,平均估计精度最高,采用分模型预估木材绝干密度较为合适;3)当测量精度要求不高时,为降低建模工作量,可采用总模型估计木材绝干密度。

关键词：木材密度微钻阻力法微损测量线性模型对数模型

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基于微钻阻力的树木年轮测量方法研究

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农业机械学报 2022年第4期53卷 52-59页

作者：姚建峰赵燕东符利勇宋新宇卢军黎沙沙信阳师范学院计算机与信息技术学院信阳464000 北京林业大学工学院北京100083 中国林业科学研究院资源信息研究所北京100091 国家林业和草原局森林经营与生长模拟重点实验室北京100091 信阳师范学院数学与统计学院信阳464000

针对前期研制的微钻阻力仪存在钻针钻入树木方向偏离直线方向、无法准确获取树木年轮宽度等问题,对微钻阻力仪的机械结构和软件算法进行了改进,提出了改进钻针形状和增加钻针支撑挡片的改进措施,给出了年轮宽度的计算方法。分别使用自... 详细信息

针对前期研制的微钻阻力仪存在钻针钻入树木方向偏离直线方向、无法准确获取树木年轮宽度等问题,对微钻阻力仪的机械结构和软件算法进行了改进,提出了改进钻针形状和增加钻针支撑挡片的改进措施,给出了年轮宽度的计算方法。分别使用自制微钻阻力仪、Resistograph 650-s型微钻阻力仪、Lintab 6型高精度树木年轮分析仪测量9个马尾松圆盘的年轮信息,以Lintab 6型树木年轮分析仪测试结果作为真值,分别计算自制微钻阻力仪和Resistograph 650-s型微钻阻力仪的年轮识别错误率和年轮宽度测量精度。结果表明:2个微钻阻力仪的平均年轮宽度的测量精度达85%左右,说明使用微钻阻力法测量树木年轮宽度可行;自制微钻阻力仪的年轮识别错误率比Resistograph 650-s型微钻阻力仪低12.7个百分点,年轮宽度测量精度比Resistograph 650-s型微钻阻力仪高1.47个百分点,说明自制微钻阻力仪机械结构设计合理,年轮识别方法可行。

关键词：微钻阻力仪树木年轮钻针阻力峰谷算法

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树木微钻仪钻针阻力表达方法研究

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农业机械学报 2021年第8期52卷 271-277,286页

作者：姚建峰赵燕东张会儒宋新宇雷相东唐守正信阳师范学院计算机与信息技术学院信阳464000 北京林业大学工学院北京100083 中国林业科学研究院资源信息研究所北京100091 国家林业和草原局森林经营与生长模拟重点实验室北京100091 信阳师范学院数学与统计学院信阳464000

树木微钻仪钻针阻力不能直接测量,但能通过直流电机的电流、电压、功率、转速等参数间接表达。为了提高钻针阻力测量精度,进一步研究了钻针阻力表达方法。阐述了树木微钻仪的工作原理,分析了钻针阻力与直流电机电流、电压、功率、转速... 详细信息

树木微钻仪钻针阻力不能直接测量,但能通过直流电机的电流、电压、功率、转速等参数间接表达。为了提高钻针阻力测量精度,进一步研究了钻针阻力表达方法。阐述了树木微钻仪的工作原理,分析了钻针阻力与直流电机电流、电压、功率、转速之间的关系,提出了6种钻针阻力表达方法。使用自主研制的树木微钻仪和德国Resistograph 650-S型微钻仪对4个树种的木材密度进行测试,分别建立自主研制微钻仪每种钻针阻力表达方法各自的平均值、Resistograph 650-S型钻针阻力平均值与木材绝干密度之间的线性模型。测试结果表明:自主研制的树木微钻仪直流电机电流、电压和功率与木材绝干密度之间的线性相关系数均大于0.9,因此可使用直流电机的电流、电压或者功率来间接表达钻针阻力;转速修正后的直流电机电压与木材绝干密度的相关性最高,因此使用转速修正后的直流电机电压表达钻针阻力更为适宜;自制微钻仪转速修正后的直流电机电压与木材绝干密度之间的线性相关系数比德国Resistograph 650-S型微钻仪高0.0053,说明自制树木微钻仪的设计方案和钻针阻力表达方法合理。

关键词：树木微钻仪微损测量钻针阻力线性模型

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海南热带雨林国家公园3种半天然林特征

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森林与环境学报 2023年第5期43卷 498-506页

作者：王少杰严铭海黄清麟彭文成廖立国黄士绮中国林业科学研究院资源信息研究所国家林业和草原局森林经营与生长模拟重点实验室北京100091 国家林业和草原局产业发展规划院北京100010 海南省林业科学研究院(海南省红树林研究院) 海南海口571100

为揭示海南热带雨林国家公园32年生杉木、34年生加勒比松和27年生马占相思3种半天然林特征,采用主要测树因子分析林分生长特征,运用重要值与生物多样性指标分析树种组成与多样性特征。结果表明:3种半天然林整体上均已是充分郁闭林分,乔... 详细信息

为揭示海南热带雨林国家公园32年生杉木、34年生加勒比松和27年生马占相思3种半天然林特征,采用主要测树因子分析林分生长特征,运用重要值与生物多样性指标分析树种组成与多样性特征。结果表明:3种半天然林整体上均已是充分郁闭林分,乔木层均已经明显分异出2个亚层,直径分布均已表现为异龄林结构,林分密度分别为3600、2472和1540株·hm^(-2);灌木层林分密度分别高达8374、6828和9776株·hm^(-2);2500 m^(2)样地面积的乔木层树种丰富度分别为79、61和49,Shannon-Wiener指数分别为3.12、3.83和3.98;虽然乔木层优势种仍然为人工造林树种,但天然更新乡土树种重要值合计分别高达46.3%、54.0%和65.1%,其中乔木树种重要值占比分别高达87.1%、81.1%和93.1%;灌木层均为乡土树种天然更新林木,树种丰富度分别为137、113和91,Shannon-Wiener指数分别为4.66、5.25和3.89,其中乔木树种重要值占比分别为49.4%、54.8%和70.2%。3种半天然林都已是乔木层分异明显、乡土树种多样性异常丰富、异龄林结构特征明显的复层混交异龄林,天然更新乡土树种(80%以上为乔木树种)重要值合计已接近甚至是人工造林树种的2倍,其树种多样性高于30年生海南山地雨林皆伐伐后林和海南低地雨林残次林,乔木层和灌木层中均有不少珍贵或高价值乡土树种。

关键词：国家公园半天然林乡土树种天然更新林分生长树种组成多样性林分特征

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基于无人机高分辨率影像的油松新造林健康树冠提取

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林业科学 2022年第10期58卷 111-120页

作者：郭旭展陈巧张晓芳洪亮尤媛媛唐守正符利勇中国林业科学研究院资源信息研究所北京100091 信阳师范学院计算机与信息技术学院信阳464000 国家林业和草原局森林经营与生长模拟重点实验室北京100091 信阳师范学院数学与统计学院信阳464000 河北省张家口市崇礼区林业和草原局张家口075000

【目的】基于新造林健康树冠的光谱特征和空间交错情况,探讨复杂地面植被条件下健康树冠的光谱增强方式和多尺度分割阈值,为造林核查的日常监测工作提供技术支撑。【方法】以冬奥核心区新造林地无人机航拍影像为试验数据,首先,基于健康... 详细信息

【目的】基于新造林健康树冠的光谱特征和空间交错情况,探讨复杂地面植被条件下健康树冠的光谱增强方式和多尺度分割阈值,为造林核查的日常监测工作提供技术支撑。【方法】以冬奥核心区新造林地无人机航拍影像为试验数据,首先,基于健康树冠与其他干扰地物的不同颜色特征,采用同态滤波增强影像并使用ExG光谱指数进行变换;然后,采用最大类间方差方法得到二值图像,并使用多尺度形态学滤波方法进行分割并融合分割结果,以分割交错的树冠区域对应提取原始图像中可能的健康树冠区域;最后,基于颜色向量、灰度共生矩阵和局部二值模式共同构建的特征向量,采用随机森林识别提取区域,从而检测图像中的健康树冠。【结果】基于光谱指数变换、多尺度形态学滤波方法能够有效分割交错连续的树冠区域,排除与健康树冠颜色相近的地物干扰,较为准确提取出可能为树冠的区域。采用该方法对不同造林密度、光照条件下的17幅无人机正射图像进行试验,使用目视解译方式标记出树冠中心,运用精确度、召回率和F1分数3个评价指标对随机森林和支持向量机的识别效果进行定量对比分析,结果表明,多尺度形态学滤波方法可提取96.78%的树冠,随机森林的F1分数高于97%,而支持向量机的召回率显著低于随机森林。【结论】基于光谱指数变换和多尺度形态学滤波的树冠提取方法能够对健康树冠进行快速、准确提取,有效完成造林核查。

关键词：无人机影像同态滤波光谱指数形态学滤波随机森林

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