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

  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。      

基于哑变量和因子选择的森林蓄积量估测研究

为提高森林蓄积量遥感估测精度,探讨哑变量技术在蓄积量遥感估测中的作用。以云南省普洱市思茅区为研究区,以Landsat 8 OLI和93块森林资源二类调查角规控制样地数据为基础,使用随机森林（random forest）算法进行遥感变量因子的选择,并以龄组为哑变量分别构建基于哑变量的SVR和PLSR蓄积量估测模型,采用留一交叉验证对结果进行评估。结果表明,使用随机森林算法进行变量的选择有效减少了自变量的维度,提高了计算效率;其次,哑变量引入后,PLSR和SVR 2种回归模型的估测精度都比无哑变量方法有明显的提高,且SVR的估测结果优于PLSR;在引入哑变量后SVR模型的决定系数R²由0.59提高到0.68,相对均方根误差rRMSE由36.76%降低至32.97%,PLSR模型的决定系数R²由0.53提高到0.62,相对均方根误差rRMSE由39.41%降低至35.24%。在森林蓄积量的遥感估测中,哑变量技术的应用可以在一定程度上解决不同蓄积量大小对估测结果造成的影响,进而提高蓄积量的估测精度。     

基于随机森林算法的秦艽龙胆苦苷含量快速检测

【目的】基于近红外光谱技术，运用随机森林算法实现秦艽中龙胆苦苷含量的快速、准确、无损检测。【方法】采用HPLC法测定秦艽中龙胆苦苷的含量，正交信号校正结合小波压缩对原始光谱进行预处理，以抽取的小波系数作为光谱特征建立秦艽近红外光谱和龙胆苦苷含量之间的随机森林定量分析模型，同时对4种模型的预测结果进行了对比分析。【结果】原始光谱正交信号校正预处理后分别建立偏最小二乘和随机森林定量分析模型，偏最小二乘回归模型在验证集上的均方根误差（RMSEP）和决定系数（R2）分别为0.246 9和0.936 8，随机森林定量分析模型在验证集上的均方根误差（RMSEP）和决定系数（R2）分别为0.207 5和0.969 5。原始光谱正交信号校正后进行离散小波分解，抽取63个中低频小波系数分别建立偏最小二乘和随机森林定量分析模型，偏最小二乘回归模型在验证集上的均方根误差（RMSEP）和决定系数（R2）分别为0.212 6和0.950 3，随机森林定量分析模型在验证集上的均方根误差（RMSEP）和决定系数（R2）分别为0.166 3和0.980 4。【结论】通过小波多尺度分解降低了决策树之间的相关性，进一步提...     

基于GA-RS-LR算法的公司财务与个股投资探究

运用遗传算法-粗糙集-逻辑回归方法(GA-RS-LR)探讨我国A股上市公司财务与股票收益的关系.运用GA-RS方法获得财务指标最优约简；运用LR模型探求两者关系.最终，经GA-RS约简，60个财务指标中有17个对股票投资有重要影响；通过LR模型，4个指标具有显著效应；其中，负债与权益市价比为5.82%负效应，其余为正效应.对2015年股票相对波动进行预测得到70%的准确率，验证了GA-RS-LR模型对中长期投资的有效性.     

海南岛森林植被NEP季节性时空变化规律及气候驱动因素分析

为了探究海南岛森林净生态系统生产力（Net Ecosystem Productivity,NEP）的时空变化以及与气候、地形等因素的关联,本研究利用时间序列分析方法以及一元线性回归方法描述了近20年来不同季节NEP的时空变化特征,并基于增强回归树（Boosted Regression Trees,BRT）分析气候因子和地形因子的贡献度。结果表明:（1）海南岛森林NEP表现出明显的季节性变化,整体来看近20年NEP呈现不显著的下降趋势,有机碳的变化率为?0.57 g·m?2 ·a（P>0.05）;海南岛森林在年际、干季、湿季3个时间尺度上均为碳汇状态,并且湿季的碳汇强度高于干季;空间上,年际NEP和湿季NEP呈显著增长趋势集中在海南岛东北部,呈显著下降趋势集中在海南岛中西部;（2）BRT的结果显示了海拔对于NEP的贡献度分别为年际（45.46%）,干季（40.58%）,湿季（21.88%）;（3）通过趋势相关性与多元线性回归分析,发现NEP与降雨有显著趋势相关性。海南岛低海拔森林NEP受温度和降水的影响。在干季时,降雨对海南岛低海拔森林NEP有显著的负向贡献,贡献度为?53%（P<0.05）;在湿季时,温度对海南岛低海拔森林NEP有显著的正向贡献,贡献度为90%（P<0.05）。     

基于随机森林算法的橡胶林地上生物量遥感反演研究--以景洪市为例

以景洪市橡胶林为研究对象,将获得的样地植被指数和生物量数据用随机森林方法建立相关关系,将建立的关系用 Landsat TM影像反演出整个研究区域的生物量分布,用影像和实地样地调查数据进行分析和验证,实现光学遥感的大范围生物量反演。在反演过程中将植被指数作为自变量,使用 R 语言环境下的随机森林方法进行变量筛选和建模,并对该方法的适用性进行分析评价。结果表明：随机森林算法适用于森林生物量反演;选择的变量为可见光大气阻抗植被指数（VARI）、简单比值指数（RVI）、归一化植被指数（NDVI）、水分胁迫指数（MSI）、中红外指数（MidIR）;总体模型反演精度 R2＝0.43,RMSE ＝46.05。反演结果对于生物量密度较低的区域回归效果较好,对于生物量超过200 t/hm2的地区,反演结果偏低,且随着生物量密度的增加,反演结果偏差逐渐增大。     

顾及变量相关性的主成分分析法在森林蓄积量估测中的应用

为探究Landsat8 OLI反演蓄积量的潜力,研究不同特征选择方法对蓄积量反演精度及不同蓄积量反演模型对反演精度的影响。以湖南省怀化市排牙山国有林场作为研究区,森林资源二类调查数据作为样地地面实测数据,选用Landsat8 OLI作为遥感数据源,将传统的Pearson相关系数法及主成分分析法2种方法结合,得到一种顾及变量相关性的主成分分析法（PCA-P）对遥感变量进行降维。使用3种变量选择方法构建了随机森林（RF）、K最近邻（KNN）、支持向量机（SVR）、多元线性回归（MLR）模型进行森林蓄积量的估测,使用决定系数（R²）、均方根误差(R_MSE)、相对均方根误差(R_RMSE)对蓄积量估测模型进行精度评价。结果表明：通过Pearson相关系数结合方差膨胀因子得到I_B2、I_ND25、I_MSR3个遥感变量,其与蓄积量相关性分别为0.716、0.623、0.597。使用主成分分析法得到前3个主成分,累计贡献率为93.42%。通过PCA-P得到前2个主成分,累计...     

基于随机森林算法的落叶松?云冷杉混交林单木胸径生长预测

目的单木生长受气候、林分等多种因子影响,需要利用适当的方法厘清气候以及林分中影响林木生长的主导因子。随机森林等机器学习方法提供了一种新的途径,需要检验利用随机森林算法分析气候和林分因子对林木生长影响的可靠性,为森林生长收获预估提供新的方法。方法以吉林省汪清林业局20块落叶松?云冷杉混交林固定样地25年（1986—2010年）间连续调查数据作为研究材料,候选气候和林分因子52个,利用随机森林算法建立了包含气候和林分的单木胸径生长模型,分析气候和林分因子对单木胸径年平均生长量的影响:基于52个超参数组合（决策树数目ntree = 1 000、决策树每个结点随机选择的预测变量个数mtry = {1, 2, ···, 52}）构建了52个随机森林模型,利用10折交叉验证法分别训练和评估52个随机森林模型;基于完整数据集,利用最优随机森林模型分析自变量对单木胸径年平均生长量影响的相对重要性以及偏依赖关系。结果ntree = 1 000、mtry = 12所对应的模型是52个模型中具有最佳泛化能力的模型,该模型具有最大的交叉验证决定系数R2_cv（R2_cv = 0.54）,以及最小的交叉验证均方根误差RMSE_cv、交叉验证平均绝对偏差MAE_cv和交叉验证相对均方根误差rRMSE_cv（RMSE_cv = 0.14 cm、MAE_cv = 0.10 cm、rRMSE_cv = 50%）。单木胸径年平均生长量受林分因子的影响极大,相对重要性超过80.00%。8个林分因子中,大于对象木的林木断面积之和BAL对单木胸径年平均生长量影响最大,林分每公顷株数N对单木胸径年平均生长量影响最小,其他因子对单木胸径年平均生长量影响介于两者之间;单木胸径年平均生长量随BAL、林分每公顷断面积BA、N以及林分断面积平均胸径D_g的增加而下降,随对象木胸径与林分断面积平均胸径之比RD、林木期初胸径D₀以及对象木胸径与林分中最大林木胸径之比DDM的增加而增加。单木胸径年平均生长量受气候因子的影响较小,相对重要性低于20.00%。44个气候因子对单木胸径年平均生长量的影响均较小（相对重要性均 < 1%）,其中,生长季平均降水量（4—9月）与年均降水量之比Pratio、年总太阳辐射时长Asr、生长季平均降水量（4—9月）与生长季相对湿度（4—9月）之比Gspgsrh以及生长季太阳辐射时长（4—9月）Gssr是前4个相对重要的变量。结论随机森林模型能够较好地解析各变量与单木胸径年平均生长量之间复杂的关系,单木胸径年平均生长量受林分因子的影响极大,而受气候因子的影响较小。总体而言,在局部尺度上,林分因子是影响单木胸径生长的主导因子,而气候因子对单木胸径生长的解释能力有限。随机森林模型具有一定的泛化能力和统计可靠性,产生的变量重要性和偏依赖图具有合理的林学意义。      

基于STWR模型的森林病虫影响因素研究

【目的】探究森林病虫害时空动态变化特征及关键因素驱动力的空间分布,为森林病虫害防控与治理提供参考。【方法】采用空间联系局部指标（LISA）和Mann-Kendall(M-K)趋势检验,分析2008-2018年福建省县域森林病虫害发生率时空变化特征,利用夏季均温、冬季均温、月均降水量、夜间灯光均值等变量构建时空加权回归（STWR）模型,分析各变量与森林病虫害发生率之间的时空异质性。【结果】①2008-2018年福建省有16个县域森林病虫害发生率呈下降趋势,空间分布以“低 低”聚集的空间聚集类型为主,空间分布范围先缩小后扩张。不同变量对森林病虫害发生率的影响程度从强到弱依次为夜间灯光均值、月均降水量、夏季均温、冬季均温。②4种不同变量的影响机制有明显的时空分异性,其中夜间灯光均值、夏季均温、冬季均温对森林病虫害发生有正向促进作用,月均降水量对森林病虫害发生有负向抑制作用。③在森林病虫害高发生率县域中,夜间灯光均值为最大的负向影响因素,月均降水量也通常为负向影响因素。【结论】STWR模型的拟合性能优于地理加权回归（GWR）模型与普通线性回归（OLS）模型,且STWR模型预测能力比GWR模型更佳,能更精细地分析4个变量对县域森林病虫害发生率影响的时空变化过程。     

基于随机森林的温瑞塘河总氮模拟与预测

为快速获得水体中总氮含量,采用随机森林方法建立总氮预测回归模型。结果显示,较少的数据异常值仍会造成随机森林模型较大的误差,去除4.6%的异常值后,模型均方根误差(MSE)降低了42.4%。随机森林模型可对自变量的相对重要性做出评估,对总氮而言,最重要的变量是氨氮,模型2个主要参数随机树数量(ntree)和随机分割变量数(mtry)的值分别为400和2。在选择合适的参数值时,随机森林模型不易出现过拟合显示,建立的随机森林模型可以快速预测水体中总氮的含量。     

品种和栽培模式及其互作对烤烟生长和主要质量性状的影响

研究了品种和栽培模式及其互作对烤烟生长和主要质量性状的影响,结果表明:栽培模式对烤烟大田各生育期、农艺性状和经济性状的指标贡献率最大,分别为71.5%、46.8%和64.2%;其次是品种,分别为26.7%、40.3%和22.7%。在相同品种的条件下,栽培模式2的烤烟大田生育期相对较长,农艺性状相对较好,化学成分含量适宜且有关比例较协调,产量、均价、产值、上等烟比例和中上等烟比例等经济指标均处于较高水平;在相同栽培模式的条件下,云烟87的各大田生育期和化学成分等指标中表现较优,K326在农艺性状方面表现较好;在经济性状方面,品种间没有明显的差别,由此可知,栽培模式2、云烟87、K326适合在贵州开阳推广。     

基于遥感和GIS的中山市五桂山森林蓄积量时间序列分析

采用中山市五桂山地区1990、2000、2010年3个时相的Landsat TM/ETM+遥感影像作为基本数据源,利用网格抽样方法,通过手持式GPS采集了保护区内120个抽样点的外业数据(蓄积量),借助ENVI遥感软件和SPSS统计工具,运用多元线形回归法,结合3S技术对中山市五桂山森林保护区的蓄积量进行时间序列的分析,构建了该研究区域的森林蓄积量遥感定量估测模型,并利用该模型提取研究区3个时相的森林蓄积量等级图,探讨其森林蓄积量的时间序列变化.该研究为实现流域森林生态系统的平衡,最大限度地发挥森林的生态、经济和社会效益提供科学依据.     

互联网金融背景下中国寿险公司经营绩效评价研究

以2013年保费收入行业前十的寿险公司作为研究样本,对它们的经营状况进行横向和纵向的比较分析,并运用建立的经营绩效评价体系,对经营绩效进行综合评价。评价结果表明,泰康人寿2013年在偿债能力、盈利能力、运营效率和成长能力表现欠佳,但是互联网运营能力排名第一,从而提升了其经营绩效的综合排名。基于综合评价结果,泰康人寿需要从两方面进一步改善其经营状况：第一,从提升短期流动性、注重寿险业务发展和控制综合费用支出入手,改善传统的经营指标;第二,通过优化页面设计、调整在线客服时长和完善产品结构来保持其互联网运营优势。     

小陇山林区天然林林种结构优化决策研究

选用坡度、坡向、植被盖度、裸岩率和农田分布特点5个主要指标划分小陇山林区天然林生态脆弱性等级,基于林种分布区域的生态脆弱性强弱,运用AHP结构层次分析法确定小陇山天然林林种优化方案。结果表明:小陇山天然林分布地段生态脆弱性强,现有林种一般脆弱（一级）等级面积占天然林总面积的5.12%,比较脆弱（二级）占24.62%,非常脆弱（三级）占43.35%,极端脆弱（四级）占26.90%;优化调整结果确定了小陇山天然林适宜发展的林种结构为水源涵养林49.10%、水土保持林14.65%、自然保护林18.60%、风景林8.66%、商品林8.99%;对各林种在生态脆弱等级中的分布结构做出科学规划,即降低水源涵养林和水土保持林在各等级中所占面积比例,提高商品林、自然保护林和风景林的分布比例,其目的为该地区森林分类经营的实施和天然林保护提供科学依据。     

大兴安岭低质林补植改造效果的综合评价

以大兴安岭阔叶混交低质林为研究对象,对其进行补植改造,补植苗木为兴安落叶松(Larix gmelinii)。通过野外实地取样和室内实验测得各指标数据,选取35个评价指标进行分析,利用主成分分析法建立综合评价模型,计算样地改造效果的综合得分,筛选出最佳的补植改造密度。结果表明:不同样地补植改造后的综合得分由大到小依次为BZ5(0.761)、BZ3(0.351)、BZ6(0.247)、BZ2(0.017)、BZ4(-0.059)、CK(-0.394)、BZ1(-0.923)。其中BZ5改造样地的综合得分最高,补植改造效果最好,表明补植密度为800株·hm~(-2)最适宜大兴安岭阔叶混交低质林的补植改造。     

资源型城市城镇化发展对我国城镇化水平的贡献性

为定量研究资源型城市城镇化水平及其对中国城镇化发展的贡献性,以全国126个地级市(仅限大陆地区)资源型城市为研究对象,分析改革开放以来资源型城市城镇化发展的基本情况,并籍此为基础研究资源型城市城镇化发展对我国城镇化发展的贡献。结果表明:1)四大区域资源型城市城镇化水平发展不平衡,东北地区城镇化率始终保持领先,但增长幅度最小,东部地区城镇化率增长最快,各地区年均增长率呈下降趋势,增速放缓;2)地级市资源型城市城镇化发展对我国城镇化发展的贡献度为0.48～0.90,其中0.79%资源型城市城镇化对我国城镇化贡献度为中,40.48%资源型城市城镇化对中国城镇化贡献度较高,58.73%资源型城市城镇化对我国城镇化贡献度高;3)类型上,均有超过各自总量50%的非金属、金属、煤炭和油气型资源型城市城镇化对我国城镇化的贡献度高,而森工型资源型城市城镇化对我国城镇化贡献度高的城市数量不到其总量的1/3;空间上,东和中部地区资源型城市城镇化对我国城镇化发展贡献度大于东北地区和西部地区。资源型城市城镇化推动了我国城镇化发展,但资源型城市的不同类型和区位,对我国城镇化的贡献度有差异。     

水曲柳引种栽植20年后生长表现及其影响

  目的  明确水曲柳引种栽植20年后的适应性、生长表现及其对群落物种多样性的影响,为水曲柳的引种和立地环境选择、引种地物种多样性保护提供科学依据。  方法  采用典型样地调查法,对北京市喇叭沟门自然保护区内引种栽植20年的水曲柳散生个体、水曲柳纯林、水曲柳混交林及其他阔叶林、沟谷草甸进行调查,分析水曲柳个体适应性、生长表现和不同群落类型的物种多样性。  结果  （1）水曲柳在不同环境或群落类型中的成活保存率Sp均大于90%,能够正常生长并开花结果;（2）水曲柳个体胸径、树高、冠幅、干性及冠长率等形态指标在不同群落或环境中存在差异,活力度值B排序结果为水曲柳散生个体 > 水曲柳混交林 > 水曲柳纯林;（3）水曲柳纯林和水曲柳混交林物种多样性低于其他阔叶林和沟谷草甸群落类型。  结论  （1）水曲柳在引种栽植20年后进入中龄阶段,仍表现出较强的环境适应性,存活率较高,在林缘及道边散生个体的生长表现最好,在混交林和纯林中受林分郁闭度过高影响,水曲柳生长表现相对较差;（2）水曲柳具有较强的耐阴性和竞争力,进入中龄后在水曲柳纯林和水曲柳混交林中形成较高的乔木层郁闭度,导致灌草层物种减少,不利于当地物种多样性的保护;（3）在喇叭沟门自然保护区引种栽植水曲柳时,应选择沟谷下部弃耕地或道路两侧绿化用地,对于沟谷草甸和其他次生林环境不宜栽植水曲柳。      

福建省森林生态系统服务价值的变化

参照Constazaetal提出的测算方法,在根据单位面积蓄积量进行修正的基础上,评估了1978-1998年福建省森林生态系统服务价值变化.结果表明,1978-1998年福建省森林生态系统服务价值逐渐上升,平均每年提供89.29×108美元的生态服务价值.其中营养循环价值在各年度中所占比例最高,平均占41.00%,且逐渐上升,森林的三大效益中生态效益明显,且增长幅度较大.受各林种分布广度(面积)和单位面积生态服务功能强弱的综合影响,各林种生态服务价值贡献率差异较大,其中用材林贡献率最大,并呈上升趋势,但其单位面积服务价值呈下降趋势.阔叶林生态服务价值贡献率明显高于马尾松林和杉木林,但呈下降趋势.     

铁桥林场森林资源平衡率分析及预测

该文通过对山西省太行森林经营局铁桥林场林业用地各龄级面积和立木蓄积的调查 ,应用“平衡率”数量指标和“面积、蓄积最优化”指标对森林资源的平衡率、蓄积分布、树种结构及人工林与天然次生林比重等作了初步分析 ;提出调整森林资源结构、加强对次生林的抚育改造、综合利用发展绿色经济 ;并对今后 2 0a的树种结构、面积分布、立木蓄积和次生林改造情况作了预测分析 .预测表明 ,到 2 0 19年该场人工林将由原来的 6 45 .7hm2 增加到2 76 0 2hm2 ,森林资源平衡率由原来的 0 5 6提高到 0 73 ;优势树种落叶松和油松的平衡率分别提高了 0 2和0 0 3;落叶松面积比重由 0 3%提高到 31 2 % ;油松面积比重由 93%降为 6 2 .7% ,主要树种的比例得到了调整 ,各龄级的面积趋于平衡     

人工造林对森林覆盖率的贡献分析

根据全国森林资源历次清查和全国历年造林面积统计公布数据,详细分析了不同时期的造林贡献率:1950—1962年、1963—1976年、1977—1981年、1982—1988年、1989—1993年、1994—1998年和1999—2003年间造林贡献率分别为:15.0%、33.1%、19.3%、47.1%、46.0%、53.9%和46.9%;1950—1981年、1982—1993年和1994—2003年3个时段造林贡献率平均为24.9%、46.8%和50.1%;1950—2003年的54a间,造林至少增加森林覆盖率9.38个百分点,而其中被采伐和征占用等消耗达41.83%,保存面积占59.17%,54a造林贡献率平均为37.33%,但保存面积仅占造林总面积的22.1%。另一方面,我国森林采伐利用数量较大,1950—2003年森林采伐蓄积总量达130.57亿m3,按平均每公顷蓄积量85m3计算,折合森林覆盖率约16个百分点。即,建国初的森林全部被采伐过一次,有的地方甚至多次择伐。可见,人工造林在稳定和提高森林覆盖率方面发挥了重大作用,1962—2003年,人工造林成林面积占期间森林面积增加值的78.43%。但经长期采伐利用,我国森林质量变低,林相状况变差,到2003年,森林的平均郁闭度仅为0.54,平均胸径仅为13.8cm,与1962年比,单位面积蓄积量由98.87m3/hm2下降到84.73m3/hm2,下降14.3%;近成过熟林面积比例由46.84%下降到32.14%,下降31.4%。指出:随着我国生态安全和生产生活对森林资源需求的不断增长,在稳定和扩大人工造林数量的同时,应提高造林质量,彻底解决重造轻育、忽视森林资源经营问题,并重视人工造林在碳汇交易、绿色GDP测算等各个方面的作用。