基于多源数据的省级树种(组)成数空间分布信息估测方法

[目的]利用能够反映植被季相变化和物候差异的中空间分辨率高重访周期遥感数据以及其他多源数据,提取区域树种(组)成数空间分布信息,间接表达主要树种(组)的空间分布,为大区域树种(组)空间分布制图提供新的方法和思路。[方法]以吉林省为试验区,以250 m空间分辨率的MODIS NDVI 8天合成时间序列数据和国家森林资源连续清查固定样地数据为主要数据源,综合利用气象观测数据和地形数据,基于梯度最近邻(GNN)方法对省级树种(组)成数进行估测。首先利用典型对应分析(CCA)对特征变量进行特征变换;然后采用k-NN方法对树种(组)成数进行分层估测,并对k-NN方法中的k值进行优选,分析k-NN估测精度随k值的变化规律;最后基于9个县的森林资源二类调查样地和省级一类清查固定样地数据,对树种(组)成数分布图进行精度检验。[结果]对在吉林省分布较广的蒙古栎、白桦、紫椴、春榆、杨树、胡桃楸和长白落叶松7个树种(组)成数进行估测,并制作相应的树种(组)成数空间分布图。估测结果表明,树种成数分布与固定样地成数分布呈现出一致的空间分布特征。其中,县级尺度下的k-NN预测精度检验结果为:R2为0.83,RMSE为0.35;在20 km×20 km,30 km×30 km,40 km×40 km和50 km×50 km 4个尺度下的k-NN估测结果显示,各类树种(组)在40 km×40 km和50 km×50 km尺度下的估测结果较优,春榆在各个尺度下的估测精度均较高,其平均RMSE为0.35,蒙古栎的估测精度相对较低,其平均RMSE为0.65。在不同尺度下的估测结果表明,随着k值的增加,RMSE均呈现先快速减小、后趋于相对平衡的趋势,根据该规律可确定最佳k值。另外,k-NN分层估测的估测精度高于k-NN直接估测的估测精度,其在不同尺度下的RMSE相对直接估测的结果均低0.1左右。[结论 ]本文提出的基于多源数据的森林树种(组)成数空间分布估测方法是一种有效的森林参数估测方法,基于该方法能够获取较高精度的树种(组)成数空间分布图。为了得到最佳的估测效果,需要对k-NN方法中的k值进行优选,该值将随试验区和数据有所不同。另外,采用分层估测的策略可以有效提高最终估测精度。     

基于ALOS PALSAR数据的森林蓄积量估测技术研究

以吉林省汪清林业局为研究区,基于ALOS PALSAR和森林资源二类清查固定样地数据,利用非线性回归方法建立了固定样地蓄积量与所对应的PALSAR像元后向散射系数之间的关系,结果表明,除杨树(Populus us-suriensis)等树种组外,PALSAR的HV后向散射系数与蓄积量呈良好的正相关关系,对多数树种而言,交叉极化方式(HV)后向散射系数与蓄积量的决定系数比同极化方式(HH)的略高。若以林场为单位统计,采用回归方法得到的估测结果与直接利用固定样地估测的结果相差很小。     

内蒙古自治区荒漠化(沙化)监测主要技术简述

１调查方法利用国家最新出版的１／１０万地形图，采用以１０００ｍ长的线状样地为样本单元的系统抽样方法，估测荒漠化（或沙化）类型土地面积。２总体面积的求算在１／１０万地形图上，根据已确定的总体范围，以图幅理论面积作控制，用求积仪求算。３固定样地转绘将地形...     

基于多源遥感的森林地上生物量KNN-FIFS估测

【目的】针对多源遥感数据及其派生特征因子数据维度高、信息冗余、易造成估测模型过拟合等问题,从高维度遥感特征因子中高效优化特征组合,优化区域森林地上生物量(AGB)的k最近邻(k-NN)估测模型。【方法】提出基于快速迭代特征选择的k最近邻法(KNN-FIFS),以森林资源样地调查数据计算的森林AGB为参考,以留一法交叉验证(LOO)相应的k-NN模型反演的森林AGB均方根误差(RMSE)最小为原则,依次迭代选取遥感特征,优化区域森林AGB的k-NN估测模型。以大兴安岭根河森林保护区为研究区,结合Landsat-8 OLI各波段光谱信息、植被指数、纹理、地形因子、机载合成孔径雷达(SAR)P-波段HV极化后向散射强度信息(PHV)以及森林资源样地调查数据,利用KNN-FIFS方法估测研究区森林AGB,并与多元线性逐步回归法(SMLR)进行对比分析。【结果】利用KNN-FIFS方法,得到当k为3,特征组合为PHV、短波红外波段一均一性(H6)、短波红外波段一二阶矩(S6)、短波红外波段二二阶矩(S7)、海蓝波段相关性(Cr1)、近红外波段相关性(Cr5)、海蓝波段相异性(D1)、增强型植被指数(EVI)时,研究区森林AGB估测结果最优,其精度(R~2=0.77,RMSE=22.74 t·hm~(-2))显著优于SMLR估测精度(R~2=0.53,RMSE=32.37 t·hm~(-2))。【结论】KNN-FIFS方法相比SMLR更适用于森林AGB多源遥感估测;KNN-FIFS方法可以从高维度遥感特征因子中高效选取相关特征进行森林AGB估测。     

甘肃黑河流域上游森林地上生物量的多光谱遥感估测

[目的]以黑河流域上游祁连山森林保护区为研究区,利用133个森林样地调查数据、Landsat-5 TM影像和ASTER GDEM产品为数据源,探讨地形对该流域森林地上生物量(above-ground biomass,AGB)估测的影响,以及选择合适的遥感估测方法反演该流域的森林AGB.[方法]首先利用青海云杉特殊的生境范围和绿色植被对比值植被指数(ratio vegetation index,RVI)的灵敏程度,及不同地物对纹理特征的不同响应,制定相应的决策树分类器,将研究区的土地覆盖类型分为两大类:森林(青海云杉)-非森林,并利用133个森林样地调查数据和Google Earth 高分辨率影像的12 722个采样点对分类结果进行验证(总体分类精度达到90.39％,Kappa系数为0.81);然后运用多元线性逐步回归估测法,以及结合随机森林算法(random forest,RF)优化后的k最近邻分类法(k-nearest neighbors,k-NN)进行森林AGB的遥感估测,对比SCS+C地形校正前后青海云杉森林AGB的估测结果,同时比较2种不同估测方法的反演效果;最后利用得到的最优估测方法反演整个研究区的森林AGB,生成黑河流域上游祁连山森林保护区的森林AGB的等级分布图.[结果]SCS+C地形校正前多元线性逐步回归的估测精度为R2=0.31,RMSE =34.41 t·hm-2,地形校正后多元线性逐步回归的估测精度为R2 =0.46,RMSE =30.51 t·hm-2;而基于SCS+C地形校正后的k-NN的交叉验证精度不仅明显高于地形校正前的精度,且显著优于多元线性逐步回归的估测结果,达到R2=0.54,RMSE=26.62 t·hm-2;另外基于最优的k-NN估测模型(窗口为7×7,采用马氏距离,k=3)反演的该流域青海云杉在2009年总的森林地上生物量为8.4×107t,平均森林地上生物量为96.20 t·hm-2.[结论]在地形复杂地区,运用SCS+C模型对地形进行适当校正,能够有效地消除太阳入射角变化引起的地表反射亮度的差异,使影像能够更准确地反映地表信息,提高森林AGB的遥感估测精度;在样本有限的情况下,相对于以大数定律作为理论基础的多元线性逐步回归估测法,k-NN能够避免发生过学习现象和样本不平衡问题,更适于该研究区青海云杉的森林AGB的估测.     

重庆市森林资源年度监测抽样体系优化研究

根据国家对森林资源年度监测评价试点工作的总体要求，对重庆市现有森林资源监测抽样体系进行了优化探索和深入研究，结果表明：1）利用校验样地产出森林面积、固定样地产出森林蓄积的方法是可靠的，抽样精度完全能满足国家技术规定要求，如果单纯产出省级层面的森林面积和森林蓄积，不进行第二次分解，各省样地个数还可以适当减少，比如重庆：校验样地可减少3/4，只要1 268个校验样地即可，其抽样精度可以达到95%以上；固定样地可减少1/2，只要2 566个固定样地，其抽样精度可以达到90%以上；2）校验样地大小500 m×500 m是比较合适的，重庆市森林面积估测变动系数从500 m开始往上减小速度逐渐平缓，趋于稳定，抽样结果精度均达到了95%以上，完全符合国家对森林面积的抽样精度要求；3）校验样地和固定位置应该长期固定，年度监测之间的数据变化才有可比性；4）对省级数据如何分解到区县的方法上不可“一刀切”，具体到每个区县是采用抽样调查、小班区划还是联合估计的方法，应根据各区县森林资源分布特点和数量大小，制定符合自身实际情况的科学可行的监测方法。     

用点抽样数据估计平均数

许多林业工作者根据样地和点抽样的调查材料来计算每英亩的估计,很少采用以点抽样数据直接计算平均数的公式。现将按点抽样数据估计平均数的公式和简单样地抽样公式作以下比较。假定抽取几个样地(某固定面积的)和样地上的所有立木为m。对每株立木量测几个量yi,如材积,断面积和树高,那么,计算算术平均数的公式:     

应用于森林资源连续清查的生长模型系统

该模型系统根据森林生长发展的内在规律设计,并用现代回归统计方法估计参数,由年龄隐含的单木生长模型、与直径相关的保留率模型(即采伐枯损模型)、以样地平均年龄及样地数为自变量的进界模型和面积模型组成。它适用于一个较大区域(如一个省)的森林资源更新和预测。它用复测的固定样地数据和复测的样木数据建模。文章给出了用江西省的连续清查数据进行建模和预测的误差分析结果。     

基于机载大光斑激光雷达的森林冠层高度估测

利用国家林业和草原局卫星林业应用中心设计研发的机载林业探测大光斑激光雷达回波数据,基于Matlab2014a软件对光斑数据进行数据读取、背景噪声估计、信号起始位置判断、地面回波位置确定,从而估测光斑位置下森林冠层高度。通过选取样地位置附近连续10组大光斑回波波形对森林冠层高度进行估测,并与样地实测森林冠层高度进行精度验证。结果表明:机载林业探测大光斑回波波形对7种森林冠层高度均有不同程度的估测能力,其中以胸高断面积加权平均高、优势树种平均木平均高估测效果最好,相对误差分别为4.36%和8.29%,RMSE(均方根误差)为1.40 m和1.55 m;对优势木平均高H、优势木平均高D估测能力最差,相对误差为19.81%和22.00%,RMSE为2.99m和3.34m。     

基于高分遥感数据的阿尔泰山乔木林地上生物量预测

为了在区域尺度上精准和便捷地估测森林生物量,以高分遥感数据和实地调查数据为基础,通过提取植被指数、纹理等遥感特征变量,并运用最近邻算法(k-NN)构建乔木林地上生物量预测模型。结果表明,运用k-NN进行区域尺度上乔木林生物量遥感定量估测,当k值为2,特征为B1(波段1)、SR(简单植被指数)、NDVI(归一化植被指数)、B4(波段4)时,研究区乔木林生物量估测结果最优。通过分析可知：乔木林生物量整体表现不高,地上生物量为803.90万t,单位面积生物量均值为82.15 t/hm²;乔木林主要龄组是成熟林时,其面积和生物量占比均最大;在海拔1 500～2 400 m范围,乔木林单位生物量较高。     

中国热带森林的分布、类型和特点

分析了中国热带森林的分布、类型和特点。中国热带林业的几个基本数据：热带有林地总面积为1125．66万hm2；热带林分面积为1074．49万hm2；热带天然林总面积为607．38万hm2；热带人工林总面积为467.11万hm2；热带林木总蓄积为6．6亿m3。中国热带森林面积在世界各国中约占第18位。并针对中国热带森林的特点．提出了中国热带森林的经营对策。     

黑龙江省森工国有林区森林景观资源与森林公园开发展望

概括论述了黑龙江省森工国有林区森林公园建设现状,对黑龙江省森工国有林区森林景观资源进行分类归纳,通过对现有森工国有林区森林景观资源进行定性评价,进而提出森工国有林区森林公园前景展望。     

森林认证助推世界私有林及我国非公有制林业的发展

世界上绝大部分森林是私有林, 而随着我国集体林权改革的深入和国家政策的支持, 我国非公有制林业发展迅速。森林认证对促进世界私有林和我国非公有制林业的发展和可持续经营发挥了重要作用。在分析世界私有林和我国非公有制林业认证发展现状、模式和作用的基础上, 对如何推动我国非公有制林业认证提出了意见与建议。     

黑金河林场森林资源现状及其时间动态研究

文章从林地利用面积和林木蓄积两方面对黑龙江省黑金河林场2007年森林资源现状进行了调查分析，并与1998年调查结果进行了比较。指出了该林场目前存在的问题及今后经营的建议。     

我国森林资源结构变化分析

利用1973—2013年共8次全国森林资源清查资料,主要从权属结构、起源结构、树种组成结构、龄组结构和林种结构等5个方面,对我国森林资源结构变化进行了具体的分析。     

内蒙古凉城县林业分类经营若干问题的探讨

凉城县是内蒙古自治区生态环境建设和天然林保护工程重点旗 (县 )之一 ,实施林业分类经营更为紧迫和重要。本文针对凉城县社会、经济、自然和林业现状 ,提出了分类的原则、技术标准以及实施分类经营存在的难点问题和应采取的对策。     

韩国自然休养林发展及启示

近年来,以森林体验、环境教育、健身疗养、娱乐休闲为主要功能的自然休养林得到国际社会的极大关注。30多年来,韩国自然休养林以其清新自然的环境和独特的休养功效,日益成为韩国人缓解压力、愉悦身心、保持健康的最佳去处之一,已成为韩国国民心中理想的森林休闲度假目的地。文中介绍了韩国林业概况,总结了韩国自然休养林发展的阶段特征、经营管理特点,提出了对我国森林公园等保护地建设的启示与借鉴。     

林改后集体林森林经营方案的编制与实施探讨

针对集体林权制度改革特点和湖南省林改基本现状,分析了林改前后森林经营管理面临的问题,新形势下,提出了包括提高编案质量,强调公众参与;明确编案单元,重视方案的可操作性;加强科学引导,放活经营权;落实采伐限额,完善林木采伐制度等科学编制和执行森林经营方案的几点建议,以期落实林权改革政策,巩固林权改革成果.     

三明林区森林健康保护与发展的思考

应用森林健康理论分析得出影响三明林区森林健康的自然因素主要是林分结构不合理、林业有害生物和气候异常;人为因素主要是森林火灾、乱砍滥伐和乱捕滥猎等,提出了保护与发展策略:合理改造林分结构,加大扶育间伐力度,严格封锁林区,科学防治林业有害生物,严密监测森林,严防外来林业有害生物的入侵,加强对森林健康经营管理的领导,树立森林健康理念等。     

黑龙江省林区森林生态状况

利用森林资源清查数据,对黑龙江省的森林生态状况进行了综合评价,并通过现状的评价为黑龙江省今后的森林生态恢复提供了理论依据.