结合影像纹理、光谱与地形特征的森林结构参数反演

以黑龙江省SPOT5遥感影像和森林资源清查数据为数据源,获得对应样地的影像纹理特征、光谱波段值、光谱组合值以及地形信息,提取样地调查数据的林分信息,采用多元逐步回归分析,建立以SPOT5遥感影像纹理、光谱和地形特征为自变量,多个森林结构参数(林分平均直径、断面积、蓄积量和树种多样性指数)为因变量的估测模型,筛选最优纹理特征生成窗口及最优森林结构参数反演模型。结果表明,SPOT5影像的纹理光谱特征与森林结构参数具有较强的相关性,9×9窗口为最优纹理特征生成窗口;在引入地形因子后模型精度有了较大提高,树种多样性指数估测模型R2adj都在0.72以上,蓄积量模型估测精度最优(R2adj为0.864、RMSE为21.260 m~3/hm~2)。研究表明利用高分辨率遥感影像纹理、光谱和地形特征进行多个森林结构参数估测具有很好的应用效果。     

结合影像光谱与地形因子的森林蓄积量估测模型

以资源三号卫星遥感图像为数据源,以内蒙古旺业甸林场为研究区域,通过外业调查获取的样地蓄积量真实值,对资源三号影像进行处理,获得对应样地的波段光谱值、光谱组合值及地形因子信息,应用多元回归分析,分别建立阔叶林和针叶林蓄积量估测模型。实验结果表明:蓄积量估测模型相关系数阔叶林为0.815,针叶林为0.761,说明资源三号卫星影像的光谱值、光谱组合值及地形因子与蓄积量具有较强的相关性,同时利用检验数据,得出模型的预估精度,其中阔叶林为85.3%,针叶林为91.9%,预估精度较高,研究表明利用资源三号卫星影像进行森林蓄积量估测具有很好的应用前景。     

基于辅助信息的森林蓄积量空间模拟

以北京市密云县一类清查的样地蓄积量为研究对象,结合与蓄积量相关的辅助因子,采用普通克里格法、协同克里格法对森林蓄积量进行空间插值估测,并与文献[25]同一研究区的基于偏最小二乘法回归法估测结果进行比较分析。结果表明,普通克里格法、基于辅助信息的协同克里格法、偏最小二乘回归法的蓄积量估测值与实测值间的相关系数分别为0.389、0.845、0.766;基于辅助信息的协同克里格法要优于普通克里格法和偏最小二乘回归法,能够明显提高预测精度;与普通克里格法相比,所产生的均方根误差减小了71%,预测值和实测值的相关系数提高了54%。最后生成了密云县森林蓄积量空间分布图。研究表明应用地统计学方法进行蓄积量估测具有很好的应用前景,可以为森林蓄积量的估测提供一种可行的方法。     

县域尺度水土流失抽样监测技术研究

受自然因素和人为因素的共同作用,区域水土流失分布呈现空间异质性。选择济源市作为研究范围,根据区域受人为活动干扰、发生水土流失的容易程度,划分水土流失易发区和水土流失易变区。在易发区和易变区划定的基础上,以异质性最小单元为样本,设定4种抽样方案,研究分析了通过抽样单元监测数据推算区域数据、区域数据推算县域尺度数据的精度和可行性。结果表明,通过抽样单元监测数据推算县域尺度水土流失数据的方法是可行的;基于易变区优化异质性最小单元抽样方案的各类精度、拟合精度均高于其他抽样方案,符合县域尺度水土流失监测的精度要求。     

耕地变化空间抽样调查方案的精度与效率分析

已有研究表明，利用遥感空间抽样方法来监测耕地变化是可行的，如何选择最佳空间抽样方案以提高效率、节省费用则是其需解决的核心问题。采用3种抽样方法（简单随机抽样、分层抽样、系统抽样）与2种抽样框（规则抽样框、不规则抽样框），设计了6种不同组合的遥感空间抽样方案进行试验；根据不同抽样框与平均每样本调查费用大小的关系，分析了不同耕地变化遥感空间抽样调查方案的精度与效率，并以北京市顺义区为例进行了试验验证，结果表明：采用分层-不规则框进行耕地变化遥感空间抽样调查具有较高的精度和效率。进一步的敏感性分析表明，分层-不     

森林智能测绘记算器设计与试验

森林调查主要包括单木胸径、单木树高、单木材积、林分平均胸径、林分平均高、林分密度、林分蓄积量等。以摄影测量学原理、图像处理技术原理、测树学原理为理论基础,设计了森林智能测绘记算器,由自主研发的PDA模块、EDM模块和云台组成,测量时获取倾角、方位角、距离及图像信息等参数,通过在Android Studio 2.1开发环境下集成并利用Java语言进行汇编的4个模块化程序,能够实现树高测量、胸径测量、三元材积解算、3D角规样地测量、基本测量等5项功能。通过试验验证,树高测量精度达97.13%,胸径测量精度达97.08%,材积测量精度达94.52%,林分平均高测量精度达98.09%,林分平均胸径测量精度达98.05%,林分密度测量精度达96.59%,林分蓄积量测量精度达95.72%,符合国家森林资源连续清查的精度要求,可以在林业调查中推广使用。     

基于改进LOAM的森林样地调查系统设计与试验

森林中线、面特征较少等,导致LOAM算法去畸变及配准精度低、鲁棒性差,很难将该算法直接用于森林调查。为此以LOAM算法为基础设计了LiDAR SLAM森林样地调查系统,在SLAM系统工作流程中剔除了遮挡线特征,避免视点与立木切线点作为线特征参与运算;引入二次去畸变、二次配准等模块提高了去畸变、配准的鲁棒性及精度;该系统将激光雷达测量精度、位姿估计精度等先验信息引入去畸变及配准优化算法中,提高去畸变及配准精度。使用32线激光雷达扫描了4块32 m×32 m的森林样地,利用LiDAR SLAM森林样地调查系统完成样地建图,利用该点云提取的立木位置及胸径与参考数据对比,完成了新型SLAM样地调查系统在森林中建图精度的间接评估。结果显示：立木位置估计值在x、y轴方向的平均误差分别为-0.004 m和-0.011 m,x、y轴方向均方根误差分别为0.081 m和0.083 m;胸径估计值的偏差为0.25 cm(相对偏差为1.18%),均方根误差为1.03 cm(相对均方根误差为5.53%);经与LOAM估计结果相比,改进系统获取的立木位置及胸径精度均提高。结果表明,所设计的LiDAR SLAM森...     

基于温度植被干旱指数的土壤水分空间变异性分析

【目的】深入探讨区域土壤水分空间变异及其尺度效应,优化灌区尺度土壤水分采样精度,并提供合理采样方案。【方法】以人民胜利渠灌区为研究区,利用Landsat 8遥感影像,构建了温度植被干旱指数,根据其与土壤水分的相关关系获得研究区土壤水分分布。利用经典统计学和地统计学分析方法对2种尺度下土壤水分分布进行了空间变异性分析。【结果】不同尺度土壤水分服从正态分布,随着研究尺度和分辨率的增大,土壤水分的空间变异系数逐步增大;地统计学分析表明小尺度的块金基台比(C0/(C0+C))小于0.25,具有较强的空间相关性,而灌区尺度的块金基台比大于0.25小于0.75,具有中等强度的空间相关性。灌区尺度所选不同分辨率下土壤水分的变异系数、变程以及块金基台比变化很小。【结论】人民胜利渠灌区尺度土壤水分的获取不适宜用插值法,比较适宜用遥感法。     

基于地面摄影测量的平朔矿区林分蓄积量研究

蓄积量是评价森林数量和质量的重要指标。为了分析露天开采和土地复垦对林分生长的影响,需要快速准确地测定开采未损区、开采受损区和受损治理区的林分蓄积量。由于矿区环境复杂多变,为了避免危险性,提出以非接触地面摄影测量方式进行外业数据采集,然后以五棵树法为原理,再结合推导形数法快速计算蓄积量的方案。为了证明地面摄影测量方法测量的精度满足林业上的精度要求,把用地面摄影测量量取的25棵树的胸径与对应每木检尺法测量的胸径结果进行对比,平均胸径绝对误差为0. 23 cm,相对误差为1. 35%,表明非接触地面摄影测量方法可以代替每木检尺法进行胸径测量。采用地面摄影测量结合五棵树法分别对平朔矿区开采未损区、开采受损区和受损治理区树木进行调查,结果显示受损区相对未损区平均胸径减小21. 26%,蓄积量相对减小41. 14%,治理区相对受损区平均胸径增加1. 46%,蓄积量增加17. 80%,说明露天开采影响了平朔矿区林分的平均胸径和蓄积量,尤其对蓄积量的影响较大,土地复垦一定程度上改善了树木的生长状况。     

基于地基激光雷达的叶倾角分布升尺度方法研究

地基激光雷达因其具有穿透力强,能够提取植被冠层三维结构信息的优势,是提取植被叶倾角分布(Leaf angle distribution,LAD)的理想数据源,因此将地基激光雷达数据与遥感影像结合获取大尺度叶倾角分布结果颇具潜力。以河北省保定市北部4个县为研究区,利用10个玉米样地的地基激光雷达数据提取叶倾角分布结果,使用主成分正变换提取玉米实测叶倾角分布数据中信息量最大的前3个主成分,再利用神经网络模型对所提取的主成分与Landsat8反射率数据结合建立关系模型,然后将训练好的模型应用于整个研究区进行升尺度转换,最后通过主成分逆变换,得到升尺度后平均叶倾角(Mean tilt angle,MTA)结果。对升尺度后LAD与实测LAD及升尺度后MTA与实测MTA进行交叉验证,结果表明,升尺度MTA与实测MTA的验证精度(R2)为0.786 2,均方根误差(RMSE)为3.04°。该结果表明,使用提取主成分方法建立光谱数据与叶倾角分布的关系模型从而达到升尺度转换的目的具有可行性,模拟精度较高,且误差较小。     

基于优先级指数的土壤采样设计方法研究

建立了一种可赋权、信息传递完整、包容性强(可涵盖定性、定量两类协同因子)的基于优先级指数的土壤采样设计方法。结果表明,优先级指数采样法得到的点集所携带的信息相较于分层采样点集和随机采样点集更接近于总样本点集;协同因子的权重是优先级指数采样法的重要参数,空间分布趋势和插值误差对结果有一定的影响。研究的采样设计方法能够满足区域采样需求,提高采样效率和质量,可为其他土壤采样方案的设计提供参考。     

UWB脉冲的数字化处理研究

针对UWB通信系统UWB脉冲的直接数字化,要求传输信号单脉冲宽度很窄且幅度很低,对A／D转换器的量化阶数和采样速度有很高的要求。通过对量化阶数、采样抖动误差和采样率对检测UWB脉冲影响的分析,得出量化阶数和采样率对系统的性能影响小,并且通过减小跟踪误差可以降低采样抖动误差对系统的影响。     

离心泵压力脉动测试关键问题分析

分析了离心泵进口区域、压水室区域和出口区域压力脉动的特点,提出了用于压力脉动试验研究的测点布置方案,尤其是蜗壳隔舌区测点布置方案.分析了采样频率和采样时间对测试结果的影响,得出采样频率主导频域的频率范围,采样时间主导频域的频率分辨率.在给定频率分辨率的前提下,结合采样定理和FFT方法特点,建立了普遍适用的离心泵压力脉动测试采样频率和采样时间选取公式.比较了运用5种不同窗函数进行FFT分析时所产生的频域分辨率和频率幅值的差异,发现矩形窗函数比其他窗函数在捕捉主频脉动频率及保持频率幅值不失真方面具有一定的优势.     

水库汛期分期方法研究及其应用

应用矢量统计法和相对频率法，基于年最大值取样以及超定量取样进行汛期分期计算，并与现有的方法进行比较研究。实例应用结果表明，这两种方法均可用于汛期的分期计算中，具有一定的实用价值。     

喷微灌产品计量与计数抽样方案比较分析

在相同的厂方风险和使用方风险下,以旋转式喷头流量一致性指标的抽样检验为例,开展了喷微灌产品计量与计数抽样检验方案的可比较分析.结果表明,在一般检验水平Ⅱ下,与利用计数抽样标准获得的样本数量相比,当样本批量大于等于91时,基于计量抽样方案得到的样本数量降低率E在s和σ方法下分别为25.0%～43.4%和56.0%～67.6%,较大样本批量下采用计量抽样检验获得的样本数量减少效果更趋明显.对同时满足计数和计量抽样检验条件的喷微灌产品指标而言,应尽量采用计量抽样检验方案,达到减少样本抽样数量、降低检验成本的目的.     

挖掘数据关系的食品抽检数据可视化分析图研究

食品安全数据具有多源、关联和不确定性等特征,数据的项目、项目的属性以及相链接数目较多,数据内部潜在关系不明晰,需要研究能够进行关系挖掘的可视视图。针对食品安全领域数据分析的实际需求,采用圆环布局、节点链接布局等元素,对数据间的简单关系和层次结构进行展示;结合同心圆布局、散点图、热力图元素和动态过滤以及数据聚类技术,在展示数据节点性质的同时,揭示数据间的潜在关联关系,并综合以上视图提出了一种挖掘数据关系的可视分析图Explore View。应用于国家食品药品监督管理总局抽检数据集,使用立方体隐喻组织数据,二分图定义任务需求,完成可视编码,进行数据关系探索,为可能发生的食品安全事件提供预警,定位重点监管对象,为制定新的食品安全规章制度提供参考。     

袋式采样系统测量柴油机变工况下的微粒排放

采用自行设计的柴油机排气微粒袋式采样系统,试验研究了６１１０型柴油机的微粒排放。结果表明,在相同的运行工况下,袋式采样系统和分流稀释部分采样系统对柴油机排气微粒的测量结果具有较好的一致性,袋式采样系统可以实现分流稀释部分采样系统难以实现的变工况下排气微粒的测量。对于柴油机恒转速增扭矩的变工况过程,随着扭矩变化率的增大,微粒排放量逐渐增加,并且转速越低,扭矩变化率对微粒排放量的影响越大,使微粒排放增     

农机具选型推广的方法和手段

本文阐述了农机推广的操作程序并提出了农机推广过程中有关农机具改进的一些思路。     

采样频率和时间对轴流泵压力脉动特性的影响

为了更准确地分析轴流泵的压力脉动特性,基于结构化网格,在考虑叶顶间隙的情况下,以时均N-S方程为基本控制方程,采用标准k-ε双方程湍流模型和SIMPLEC算法,对轴流泵模型进行了不同的采样频率和采样时间下的全流场非定常数值计算,并分析其对计算结果的影响．结果表明:在进行压力脉动分析时,若取静压作为傅里叶变换的纵坐标,频域图中频率为0时的物理意义即该点平均静压值;采样频率和采样时间对轴流泵压力脉动时域特性和频域特性具有重要影响,指出了因采样频率过小而导致的混叠现象在时域和频域中的表现;并推导出当保证采样时间与叶轮周期和叶片数乘积的比值达到整数倍关系时,基频处不会发生频谱泄漏,并建立了普遍适用轴流泵压力脉动数值计算采样时间的选取公式,进而从公式得出针对不同转速的轴流泵,应选择不同的采样时间．结果为进一步分析轴流泵压力脉动提供了一定参考．