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） 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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高分航空多波段极化SAR寒温带针叶林蓄积量估测能力评价

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遥感学报 2024年第10期28卷 2525-2539页

作者：范亚雄赵磊陈尔学徐昆鹏张王菲马云梅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 西南林业大学林学院昆明650224

以寒温带针叶林为研究对象,基于机载多维度SAR系统获取的多波段极化SAR数据,系统性分析不同波段极化特征对森林蓄积量的响应规律及敏感性,并评价单一波段及多波段极化SAR联合估测森林蓄积量的能力。首先,对多波段SAR数据进行地理编码和... 详细信息

以寒温带针叶林为研究对象,基于机载多维度SAR系统获取的多波段极化SAR数据,系统性分析不同波段极化特征对森林蓄积量的响应规律及敏感性,并评价单一波段及多波段极化SAR联合估测森林蓄积量的能力。首先,对多波段SAR数据进行地理编码和地形辐射校正处理,提取包含后向散射强度和极化分解分量的极化特征集。其次,基于水云模型和相关系数,分析不同波段极化特征对蓄积量的响应规律与敏感性。最后,采用机器学习算法进行特征筛选和建模,评价每个波段单独以及多波段联合估测森林蓄积量的能力。研究表明,不同波段的后向散射强度对森林蓄积量的响应均呈上升趋势,但饱和点因波长与极化方式而异。其中,P波段饱和点高于160 m^(3)/ha,其他波段均不超过110 m^(3)/ha。另外,P波段、L/S波段和C/X波段与蓄积量的相关性依次降低,分别在0.6以上、0.3—0.4以及0.3以下。基于单一波段估测蓄积量时,P波段精度为73.79%,其他波段不超过60%;多波段联合估测时,L或S波段和P波段联合的估测精度比单独使用P波段提升约2%。C或X波段的加入对精度提升的贡献很小。所有波段的联合可取得最佳的估测结果,精度达到77.25%。从信号动态范围、饱和点和相关性等指标综合考虑,P波段对蓄积量的敏感性最高,L/S波段次之,而C/X波段的敏感性最低。因此,在基于极化SAR估测森林蓄积量时,应首选P波段,同时在多波段联合时应首选P波段和L或S波段。

关键词：遥感多波段SAR 极化SAR 饱和点森林蓄积量水云模型

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基于自适应样本均衡与信息融合的林火检测数据增强方法

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林业科学 2023年第6期59卷 88-101页

作者：吴福明宋智豪王超符利勇业巧林南京林业大学信息科学技术学院南京210037 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

【目的】提出一种基于自适应样本均衡与信息融合的林火检测数据增强(SMA)方法,以解决因林火样本数据难以获取、各类别分布不均衡、场景表达能力不充分等导致林火检测效果不佳的问题。【方法】以河北省张家口市崇礼区采集的无人机林火图... 详细信息

【目的】提出一种基于自适应样本均衡与信息融合的林火检测数据增强(SMA)方法,以解决因林火样本数据难以获取、各类别分布不均衡、场景表达能力不充分等导致林火检测效果不佳的问题。【方法】以河北省张家口市崇礼区采集的无人机林火图像为研究对象:1)对无人机视频进行预处理,构建原始数据集;2)采用类别统计、标注框中心化等方法分析数据存在的问题,如小目标居多、类别分布不均衡和标注框尺寸分散等;3)针对类别分布失衡问题,引入自适应参数,实现样本动态调整;4)为保证信息跨样本融合的有效性,提出新的参数指标IOA作为判定阈值,并给出合理参考值;5)设计12组消融试验,以无人机采集数据为样本,根据控制变量原则,对比原始数据、随机数据增强、马赛克数据增强和SMA方法在SSD、YOLOv3、YOLOv4主流算法中的林火检测结果;6)以MAP(平均查准率)为指标,评估不同数据增强方法在同一算法中的效果。【结果】消融试验结果显示,SMA方法在SSD、YOLOv3、YOLOv4算法中MAP分别为48.16%、82.02%、67.79%,相比原始数据分别提升12.14%、11.50%、36.83%,相比随机数据增强分别提升11.95%、4.86%、16.33%,相比马赛克数据增强分别提升1.06%、18.24%、1.79%。【结论】现有数据增强方法未能充分利用林火数据中蕴涵的信息,SMA方法引入自适应参数可解决样本分布不均衡问题,IOA指标引入能够实现数据跨样本融合。SMA方法在SSD、YOLOv3和YOLOv4算法中MAP相较传统方法均有提升,表现出对林火数据检测的有效性。

关键词：森林防火烟火检测样本均衡自适应数据增强信息融合

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土壤碳通量监测网络中的移动数据收集策略

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计算机应用与软件 2023年第11期40卷 29-35,71页

作者：刘鑫胡军国浙江农林大学信息工程学院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 浙江省林业智能监测与信息技术研究重点实验室浙江杭州311300

针对使用多台土壤呼吸测量仪建立监测网络时遇到的数据收集问题,提出一种移动数据收集策略并给出其实现方案。该策略使用了多色栅格图环境建模方法,提高了同类研究中障碍物的建模精度;使用了最大均值聚类算法,延长了监测网络的寿命并减... 详细信息

针对使用多台土壤呼吸测量仪建立监测网络时遇到的数据收集问题,提出一种移动数据收集策略并给出其实现方案。该策略使用了多色栅格图环境建模方法,提高了同类研究中障碍物的建模精度;使用了最大均值聚类算法,延长了监测网络的寿命并减少了数据收集点的数量;使用了最短避障遍历路径规划策略,可快速计算出访问所有数据收集点一次且仅一次的移动数据收集路径。仿真实验表明,该移动数据收集策略运行稳定、高效,符合应用要求。

关键词：土壤碳通量监测网络移动数据收集器障碍物聚类路径规划

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基于多源遥感数据的灌丛化草原识别技术研究

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航天返回与遥感 2022年第4期43卷 123-137页

作者：张词谦孙斌洪亮高志海王丝丝云南师范大学地理学部昆明650500 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 国家遥感中心北京100036

为探索遥感技术在灌丛化草原空间分布识别方面的应用潜力,文章采用GF-2、GF-3和GF-6等多源遥感数据,利用随机森林算法和灌丛植被覆盖度估测模型,分别从分类识别和定量提取角度对内蒙古正镶白旗开展多尺度的灌丛化草原遥感识别技术研究... 详细信息

为探索遥感技术在灌丛化草原空间分布识别方面的应用潜力,文章采用GF-2、GF-3和GF-6等多源遥感数据,利用随机森林算法和灌丛植被覆盖度估测模型,分别从分类识别和定量提取角度对内蒙古正镶白旗开展多尺度的灌丛化草原遥感识别技术研究。结果表明:1)GF-6的纹理信息和GF-3的极化信息对提取灌丛植被覆盖度信息贡献度最高,但在不同尺度下差异明显,整体上尺度较小时纹理信息占优,尺度增大时,极化信息优势凸显;2)二元二次灌丛植被覆盖度估测模型效果最优,在多尺度下均比次优的估测模型精度提高5.95%,23.84%和20.74%;3)基于随机森林算法的草原灌丛化分类识别准确率随尺度增大而降低,整体上均低于以灌丛植被覆盖度为基础的定量监测结果。该研究的部分成果可为我国北方草原的监督管理及合理利用提供一定技术支撑。

关键词：灌丛化草原多源数据多尺度随机森林多元二次模型遥感应用

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基于短视频图像的立木深度图生成算法

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激光与光电子学进展 2020年第16期57卷 135-143页

作者：杨红徐爱俊浙江农林大学信息工程学院浙江杭州311300 浙江农林大学浙江省林业智能监测与信息技术研究重点实验室浙江杭州311300 浙江农林大学林业感知技术与智能装备国家林业与草原局重点实验室浙江杭州311300

针对深度相机受环境光干扰大而导致立木深度图获取困难的问题,提出一种基于小运动短视频图像的立木深度图生成算法。该算法对分割后获取的亚像素角点进行跟踪和匹配,利用光束法平差估计相机参数;利用平面扫描法对图像序列进行密集立体... 详细信息

针对深度相机受环境光干扰大而导致立木深度图获取困难的问题,提出一种基于小运动短视频图像的立木深度图生成算法。该算法对分割后获取的亚像素角点进行跟踪和匹配,利用光束法平差估计相机参数;利用平面扫描法对图像序列进行密集立体匹配、去噪得到立木深度图。使用智能手机采集1~2s小运动的立木短视频图像验证所提算法的有效性,生成的立木深度图在主观效果上有显著提升。在深度图像数据库NYUdepthv2上进行验证,均方根误差为60.58,相对误差为0.34。实验结果表明:自然环境下利用该算法可有效生成精细的立木深度图,不需要深度相机、相机标定以及大量RGB(Red,Green,Blue)图像、深度图的训练,能有效节省数据采集和存储的开销,研究结果可为立木的可视化重建、立木因子的测量等提供参考。

关键词：图像处理立木图像深度图立木图像分割光束法平差密集立体匹配

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基于智能手机单目视觉的多株立木高度提取方法

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北京林业大学学报 2020年第8期42卷 43-52页

作者：陈相武徐爱俊浙江农林大学信息工程学院浙江杭州311300 浙江农林大学浙江省林业智能监测与信息技术研究重点实验室浙江杭州311300 浙江农林大学林业感知技术与智能装备国家林业与草原局重点实验室浙江杭州311300

【目的】提出一种智能手机单目视觉下的多株立木高度提取方法。【方法】该方法以智能手机为采集设备,利用Graph Cut算法对输入的立木图像进行分割定位,实现单幅图像中多株立木轮廓的自动获取;再通过智能手机相机对摄像头进行标定,从而... 详细信息

【目的】提出一种智能手机单目视觉下的多株立木高度提取方法。【方法】该方法以智能手机为采集设备,利用Graph Cut算法对输入的立木图像进行分割定位,实现单幅图像中多株立木轮廓的自动获取;再通过智能手机相机对摄像头进行标定,从而基于几何相似法获取智能手机相机图像的深度信息。在不同角度下拍摄标靶,进行深度提取模型的精度优化,进而确定信息提取的最优方位。同时,结合高精度陀螺仪获取相机俯视角,根据提取的深度信息和相机俯视角实现非接触条件下的多株立木高度测量。【结果】使用型号为MI 2S的小米智能手机为试验设备,在本方法中的立木高度测量模型具有良好的稳定性,并且试验中最高相对误差为2.45%,树高测量精度可达97.55%。【结论】基于智能手机单目视觉下的立木高度提取方法精确度高、操作简便,能够有效满足国家森林资源二类调查中对于树高测量精度的要求。

关键词：单目视觉多株立木深度提取高度测量

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基于增强Frost局部滤波及单木距离图标记重构的CHM树冠分割

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南京林业大学学报(自然科学版) 2023年

作者：张华聪谭新建喻龙华厉月桥陈永富刘仁张怀清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中国林业科学研究院亚热带林业实验中心

[目的] 利用增强Frost局部滤波和单木距离图重构标记技术对冠层高度模型(CHM)进行分割，以提高无人机激光雷达在单木树冠分割的精度和效率。[方法]选取江西分宜山下实验林场阔叶混交林、针叶混交林和针阔混交林3个不同类型的林分为研究... 详细信息

[目的] 利用增强Frost局部滤波和单木距离图重构标记技术对冠层高度模型(CHM)进行分割，以提高无人机激光雷达在单木树冠分割的精度和效率。[方法]选取江西分宜山下实验林场阔叶混交林、针叶混交林和针阔混交林3个不同类型的林分为研究对象，以无人机激光雷达数据为数据源，构建CHM。针对高分辨率CHM树冠区域孔隙较多的问题，利用增强Frost局部滤波处理优化CHM，优化结果与不同滤波方法进行了比较分析。然后应用距离图重构标记分割技术对增强Frost局部滤波优化后的0.2、0.5、1.0及1.5 m分辨率的CHM进行分割与分析，最后确定最佳分辨率的CHM，并其将分割结果与同等分辨率下分水岭算法以及点云分割均值偏移算法结果进行比较。[结果]采用增强Frost局部滤波处理的CHM优化效果显著，在有效抑制树冠噪音的同时，也能较好地保留图像细节信息。0.2m分辨率的CHM分割效果最佳。距离图标记重构分割方法分割针叶混交林、针阔混交林、阔叶混交林3种不同林分类型的分割精度(OA)分别为0.96、0.84、0.75；根据树冠分割结果计算单木冠幅，冠幅估测R2分别为0.83、0.82、0.71。[结论]基于增强Frost局部滤波及距离图重构标记技术可实现对激光点云CHM的单木分割和树冠估算，能够满足森林调查和监测的基本需求。

关键词：无人机激光点云 CHM 增强Frost滤波距离图重构标记树冠分割

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小滦河流域复杂地表碳循环遥感综合试验

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遥感学报 2021年第4期25卷 888-903页

作者：穆西晗阎广建周红敏庞勇邱凤张乾张永光谢东辉周盈吉赵天杰仲波宋金玲孙睿蒋玲梅尹思阳李凡焦子锑屈永华张吴明程顺崔同祥北京师范大学地理科学学部遥感科学国家重点实验室北京市陆表遥感数据产品工程技术研究中心北京100875 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 南京大学国际地球系统科学研究所南京210023 江苏省地理信息技术重点实验室南京210023 中国科学院空天信息创新研究院遥感科学国家重点实验室北京100094 中山大学测绘科学与技术学院珠海519082 南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 珠海519080 河北省塞罕坝机械林场总场承德068450

遥感综合试验对于遥感科学技术的发展起到重要作用,无论是基础研究还是遥感应用都需要试验提供支撑。从2018年开始,遥感科学国家重点实验室针对遥感自身发展和遥感面向地表圈层深化应用面临的科学问题,在滦河上游流域组织了小滦河流域... 详细信息

遥感综合试验对于遥感科学技术的发展起到重要作用,无论是基础研究还是遥感应用都需要试验提供支撑。从2018年开始,遥感科学国家重点实验室针对遥感自身发展和遥感面向地表圈层深化应用面临的科学问题,在滦河上游流域组织了小滦河流域复杂地表碳循环遥感综合观测试验,本文旨在介绍该试验的目标、区域、观测参数、观测方法以及对未来研究的展望,以期望为今后开展其他遥感试验及相关研究提供有益的参考和帮助。该试验采用星机地协同综合观测的方式,选择主要的在轨运行卫星数据及覆盖此流域的遥感产品作为主要数据;针对典型区域开展航空及无人机遥感试验,搭载光学传感器设备,获取典型区域水热循环、碳循环等关键参数;并同步开展地面观测试验,在典型实验区开展大气、植被和土壤关键参数的精细观测。目前已系统的开展了地面测量试验、无人机遥感试验及航空遥感试验,并同步收集了卫星遥感数据,形成了一套丰富的星—机—地配套遥感实测数据集。在试验的推动下,遥感科学国家重点实验室于2020年在试验区架设了多座综合观测塔,并配置了多种观测设备,开启了长时间序列观测任务,虚拟试验场的构建和机理生态模型的运行也在同步开展。小滦河流域复杂地表碳循环遥感综合试验利用星—机—地一体化的监测方法有效获取了地表水、能量和碳循环的关键参数,为遥感机理模型发展、反演方法检验和尺度转换研究提供了关键的基础数据。目前已用来建立遥感机理模型的综合检验平台,分析和改进传统模型和遥感产品在复杂地表的适用性,阐明流域尺度碳水耦合的物理过程。

关键词：遥感综合试验流域尺度碳循环小滦河塞罕坝

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Sentinel-2A红边波段森林蓄积量反演研究

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林业资源管理 2022年第2期 126-134页

作者：龙植豪罗鹏许等平李振代华兵广西壮族自治区林业勘测设计院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国家林业和草原局产业发展规划院

准确、高效地估测森林蓄积量有利于衡量森林健康状况和评价森林的固碳能力。红边波段对植被叶绿素变化敏感，但其在森林蓄积量估测上的有效性需要进一步验证。为了探讨红边波段估测森林蓄积量的可行性，以南宁市兴宁区作为研究区，基于S... 详细信息

准确、高效地估测森林蓄积量有利于衡量森林健康状况和评价森林的固碳能力。红边波段对植被叶绿素变化敏感，但其在森林蓄积量估测上的有效性需要进一步验证。为了探讨红边波段估测森林蓄积量的可行性，以南宁市兴宁区作为研究区，基于Sentinel-2A影像提取普通波段反射率、红边波段反射率，以及普通植被指数和红边植被指数，构建不同的建模变量集，通过多元线性回归和随机森林算法对森林蓄积量进行估测，利用2019年森林资源二类调查数据库作为实测值对模型估测结果进行精度评价。通过对比不同模型和变量集的建模效果，分析红边波段对森林蓄积量估测精度的影响。结果表明：红边植被指数均与森林蓄积量显著相关(P<0.01);在不同变量集中，红边植被指数变量集森林蓄积量估测精度显著优于其他变量集；在两种蓄积量估测模型中，随机森林模型的估测效果更佳；所有变量集构建的随机森林模型精度均优于多元线性回归；在包含普通波段反射率、红边波段反射率、普通植被指数和红边植被指数变量集4中，随机森林模型实现了最高的估测精度，其R~2,RMSE,RRMSE分别为0.66,28.63,23.54%。通过研究可知：Sentinel-2A的红边波段信息可有效应用于森林蓄积量遥感估测，能为森林资源遥感高效监测和管理提供信息数据支持。

关键词：森林蓄积量随机森林 Sentinel-2A 红边波段植被指数

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