检索结果-内蒙古大学图书馆

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

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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1982—2020年东北森林带植被绿度时空变化特征

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生态学报 2023年第16期43卷 6670-6681页

作者：张宇余振栾军伟王一叶晓丹刘世荣国际竹藤中心竹藤资源与环境研究所国家林业和草原局/北京市共建竹藤科学与技术重点实验室北京100102 南京信息工程大学应用气象学院南京210044 中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所国家林业和草原局森林生态环境重点实验室北京100091

植被绿度变化(绿化或褐化)的时空格局研究有助于了解生态系统结构和功能的变化,制定适应气候变化的生态系统管理政策。在全球气候变化加剧的背景下,过去40a间东北森林带植被绿度如何变化仍不清楚。基于气象再分析数据分析了1982—2020... 详细信息

植被绿度变化(绿化或褐化)的时空格局研究有助于了解生态系统结构和功能的变化,制定适应气候变化的生态系统管理政策。在全球气候变化加剧的背景下,过去40a间东北森林带植被绿度如何变化仍不清楚。基于气象再分析数据分析了1982—2020年来东北森林带的气候变化趋势,以叶面积指数(LAI)作为植被绿度的衡量指标分析了东北森林带中大兴安岭、小兴安岭和长白山脉植被绿度的时空变化格局和影响因素。研究发现:1982—2020年东北森林带气候趋势呈现“暖干化”特征。研究区植被绿度总体呈绿化趋势,但2000年后植被绿度变化呈降低趋势的区域增加了7.23倍,主要位于大兴安岭西北部。影响因素分析表明,1982—2000年温度和土壤水分是植被绿度增加的主要驱动因素;而2000年之后,区域内植被绿化的主要驱动因素为土壤水分的增加,降雨和相对湿度降低引起的水分胁迫导致大兴安岭西北部植被褐化加剧。研究结果为揭示东北森林带固碳能力变化、制定适应气候变化的林业管理对策提供了科学参考。

关键词：东北森林带植被绿度温度降雨相对湿度土壤水分

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热带常绿阔叶林冠层光合作用光响应特征

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陆地生态系统与保护学报 2024年第2期4卷 24-31页

作者：牛晓栋庞勇徐海龙余涛中国林业科学研究院资源信息研究所北京100091 国家林业和草原局林业遥感与信息技术重点实验室北京100091 云南大学国际河流与生态安全研究院昆明650500

【目的】研究云南省典型热带常绿阔叶林的冠层光合作用光响应特征,为理解森林碳汇时空变化特征提供科学依据。【方法】基于云南省景洪市普文热带常绿阔叶林通量塔从2023年3月至2024年2月的观测数据,利用Michaelis-Menten方程,以1个月为... 详细信息

【目的】研究云南省典型热带常绿阔叶林的冠层光合作用光响应特征,为理解森林碳汇时空变化特征提供科学依据。【方法】基于云南省景洪市普文热带常绿阔叶林通量塔从2023年3月至2024年2月的观测数据,利用Michaelis-Menten方程,以1个月为时间窗口,拟合生态系统光合作用的3个光响应特征参数(以下简称“光合参数”),并与相应时间尺度的环境因子平均值进行相关分析。【结果】热带常绿阔叶林的表观初始光能利用效率(apparent initial light use efficiency,ɑ)和生态系统暗呼吸速率(dark ecosystem respiration,R_(d))有相似的季节变异特征,均在10月份达到最大值,2月份为最小值;最大光合速率(maximum photosynthesis rate,P_(max))在3至5月较低,其余月份变化不明显。与ɑ、R_(d)和P_(max)的季节变异相关性最大的环境因子分别是风速、空气相对湿度和饱和水汽压差,冠层导度也对Rd和Pmax的季节变异有一定影响。【结论】热带常绿阔叶林的3个冠层光合参数有明显的季节变异特征,风速和水分条件相比光合有效辐射和空气温度对光合参数的季节变异有更大影响。

关键词：天然林光合参数涡度相关饱和水汽压差云南

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基于遥感影像分析的松材线虫病疫情防控监管平台设计

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中国信息化 2024年第11期 37-41页

作者：顾红波白莹董亚兰唐青青孙红国家林业和草原局信息中心北京飞利信电子技术有限公司大数据与区块链研究院国家林业和草原局生物灾害防控中心林草有害生物监测预警国家林业和草原局重点实验室

松材线虫病是我国重大植物疫情，具有极强的扩散性和毁灭性，被称为松树“癌症”，严重威胁我国松林的健康。针对松材线虫病，我国采取了多种防治手段，虽然起到了一定的防治效果，但松材线虫病依旧不断蔓延，及时发现和准确定位被松材...

松材线虫病是我国重大植物疫情，具有极强的扩散性和毁灭性，被称为松树“癌症”，严重威胁我国松林的健康。针对松材线虫病，我国采取了多种防治手段，虽然起到了一定的防治效果，但松材线虫病依旧不断蔓延，及时发现和准确定位被松材线虫病感染的疫木并快速处置是松材线虫病防控最关键的因素。为有效服务松材线虫病疫情防控攻坚行动，实现疫情精准到小班，研究搭建了松材线虫病疫情防控监管平台的搭建。该平台实现了松材线虫病监测预报预警“空天地一体化、点线面相结合”的整体性布局，辅助松材线虫病疫情的“早发现、早预警、早处置”，有效保护森林和草原生态安全。

关键词：

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森林碳汇监测技术发展现状与展望

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林草政策研究 2024年第3期4卷 11-21页

作者：王林龙张会华刘洋沙浩辰乐林暄于红妍赵宝伟冯峻极中国林业科学研究院资源信息研究所北京100091 中国林业科学研究院林业科技信息研究所北京100091 国家林业和草原局林业遥感与信息技术重点实验室北京100091 国家林业和草原局信息中心北京100714 祁连山国家公园青海服务保障中心西宁810099

在实现“双碳”目标背景下,森林碳汇监测技术成为研究热点。文中总结了国内外森林碳汇监测体系建设、监测方法及技术应用方面的现状,并在此基础上从技术创新层面及政策支持层面提出进一步推动森林碳汇监测技术快速发展的相关建议:(1)构... 详细信息

在实现“双碳”目标背景下,森林碳汇监测技术成为研究热点。文中总结了国内外森林碳汇监测体系建设、监测方法及技术应用方面的现状,并在此基础上从技术创新层面及政策支持层面提出进一步推动森林碳汇监测技术快速发展的相关建议:(1)构建森林碳汇云计算平台,形成生成式预训练大模型,开发多模态数据智能挖掘算法,搭建森林碳汇智能监测数字孪生平台;(2)加强政策支持与法规建设,推动跨部门协同与国际合作,强化监测成果的应用与转化的政策支持方向。

关键词：森林碳汇监测技术监测体系监测方法

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基于改进UNet++模型的葡萄黑腐病病斑分割和病害程度分级

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浙江农业学报 2023年第11期35卷 2720-2730页

作者：茹佳棋吴斌翁翔徐达宇李颜娥浙江农林大学数学与计算机科学学院浙江杭州311300 浙江省林业智能监测与信息技术实验室浙江杭州311300 林业感知技术与智能装备国家林业和草原局重点实验室浙江杭州311300 浙江农林大学光机电工程学院浙江杭州311300

为了解决葡萄病害图像边缘分割模糊和发病初期分割难的问题,基于PlantVillage数据集中的葡萄黑腐病图像,提出一种基于改进UNet++的葡萄黑腐病病斑分割模型。该模型在提取图像特征时:一方面,采用自适应软阈值化方法消除噪声影响,提高葡... 详细信息

为了解决葡萄病害图像边缘分割模糊和发病初期分割难的问题,基于PlantVillage数据集中的葡萄黑腐病图像,提出一种基于改进UNet++的葡萄黑腐病病斑分割模型。该模型在提取图像特征时:一方面,采用自适应软阈值化方法消除噪声影响,提高葡萄病斑边缘的分割精度;另一方面,采用长、短连接结合的方式构建UNet++中的跳跃式连接结构,降低模型的计算复杂度。同时,在模型的横向输出层中融合多尺度特征,增强病斑的语义信息,进一步提高目标分割精度。在该模型的损失函数中,将Dice损失函数和交叉熵损失函数进行线性加权组合,以解决病斑像素面积与叶片面积不平衡的问题。采用五折交叉验证进行模型训练与测试。结果显示,本文模型的像素准确率达到98.433%,平均交并比达到92.056%,病斑交并比为81.230%,Dice系数为0.941,均优于传统的UNet++模型。采用病斑占叶面积的比例对病害程度进行分级。结果表明,本文模型对病害等级的划分准确率达97.41%。该模型能精确实现对葡萄黑腐病病斑边缘和小病斑的分割,以及病害程度分级,具有良好的稳健性。

关键词：葡萄黑腐病图像分割自适应软阈值化

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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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结合无人机可见光和激光雷达数据的杉木树冠信息提取

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西南林业大学学报（自然科学） 2022年第1期42卷 133-141页

作者：王娟张超陈巧李华玉彭希白明雄徐志扬刘浩栋陈永富西南林业大学林学院云南昆明650233 中国林业科学研究院资源信息研究所国家林业和草原局林业遥感与信息技术重点实验室北京100091 四川农业大学林学院四川成都611130 国家林业和草原局华东调查规划设计院浙江杭州310019

以年珠实验林场为研究区,以无人机可见光正射影像和激光雷达数据为数据源,采用分水岭分割与面向对象结合的方法提取不同郁闭度下杉木单木树冠信息,并对提取精度进行验证首先采用面向对象法基于无人机可见光影像提取树冠区域,然后基于构... 详细信息

以年珠实验林场为研究区,以无人机可见光正射影像和激光雷达数据为数据源,采用分水岭分割与面向对象结合的方法提取不同郁闭度下杉木单木树冠信息,并对提取精度进行验证首先采用面向对象法基于无人机可见光影像提取树冠区域,然后基于构建的CHM进行分水岭分割获取单木树冠初步分割结果,最后基于初步分割结果对树冠区域进行二次分割,提取单木树冠信息。结果表明:不同郁闭度林分条件下单木树冠信息提取效果较好,其中单木树冠提取F测度分别为88.07%~95.08%和78.57%~88.29%;提取的树冠面积与实测面积建立的线性回归模型,R2分别为0.859 1和0.736 7,RMSE分别为2.49 m^(2)和3.29 m^(2);提取的冠幅与实测冠幅建立的线性回归模型,R;分别为0.830 6和0.724 6,RMSE分别为0.46 m和0.57 m。基于无人机可见光影像采用面向对象多尺度分割法提取树冠区域很好的消除了样地内裸地及林下灌木等因素的影响;同时,无人机Li D-AR数据能够更加精确的区分单木信息,2种数据源结合发挥了二者的优势,提高了单木树冠的提取精度。本研究可为快速获取不同郁闭度林分下单木树冠信息提供参考。

关键词：无人机高分影像激光雷达树冠信息面向对象分水岭分割

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基于无人机激光雷达的人工林碳储量线性与非线性估测模型比较

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北京林业大学学报 2021年第12期43卷 9-16页

作者：陈中超刘清旺李春干李梅周相贝余铸苏凯广西大学林学院广西南宁530004 中国林业科学研究院资源信息研究所北京100091 国家林业和草原局林业遥感与信息技术重点实验室北京100091

【目的】森林碳储量是生态系统结构与功能的重要指标,掌握森林碳储量现状有利于森林资源管理。激光雷达能够用于监测森林资源,但是存在森林参数估测的模型多、变量不确定和缺乏林分三维结构解析意义的变量等问题,因此,需要选择合适的林... 详细信息

【目的】森林碳储量是生态系统结构与功能的重要指标,掌握森林碳储量现状有利于森林资源管理。激光雷达能够用于监测森林资源,但是存在森林参数估测的模型多、变量不确定和缺乏林分三维结构解析意义的变量等问题,因此,需要选择合适的林分解析变量和模型。【方法】借助无人机激光雷达点云数据与样地调查数据,以内蒙古自治区赤峰市喀喇沁旗旺业甸人工林为研究对象,分别使用多元线性模型与多元乘幂模型以不同变量对林分碳储量进行估测,选出最优模型并进行精度评价。【结果】研究表明:(1)模型方法而言,非线性模型的检验效果优于线性模型的检验效果:非线性模型(R2为0.66~0.86,rRMSE为23.51%~9.91%),线性模型(R2为0.52~0.85,rRMSE为27.70%~12.38%)。(2)模型使用平均高、郁闭度为基础变量,以穷举法筛选出来的变量组合,估算森林参数得出最佳模型,其中非线性模型以激光点云平均高、郁闭度、高度变动系数和叶面积变动系数的估算精度最高(R2=0.86,rRMSE=9.91%)。【结论】通过激光雷达估测人工林碳储量时,加入垂直结构变量可以提高模型拟合效果,非线性模型比线性模型更适合人工林碳储量的估测。

关键词：碳储量激光雷达垂直结构参数回归模型

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