基于LiDAR数据与光谱影像融合的单木提取方法

针对现有的机载数据单木分割方法对林型的普适度不高,尤其在高郁闭度阔叶林地带提取精度偏低的问题,选用海南省海口市热带阔叶林地带的光谱影像和LiDAR数据,先采用基于距离阈值的单木分割方法,利用高分光谱影像分割得到的树冠边缘,对初始探测树顶点进行位置约束。获得单木顶点的精确定位后,采用基于种子点的单木分割方法分割,完成了阔叶林的单木提取。结果显示,与已有的基于单木间相对间距单木分割方法相比,本研究通过选取最佳分割尺度结合光谱影像进行精确定位,改善了原有单一尺度分割方法导致的过分割现象,将单木识别精确率由0.67提升至0.92。该方法在使用遥感对森林单木进行分割工作中,可以更好地识别单木,对不同林型适用度较高,可以为后续的单木信息提取工作提供数据基础。     

硝态氮抑制尖孢镰刀菌侵染促进黄瓜生长的内在生理机制

  【目的】  连作障碍严重影响设施农业的发展。不同形态氮素可影响黄瓜土传枯萎病的发生，然而其内在生理机制尚不明确。通过氮素营养调控植物–微生物互作关系，为防控土传病害的发生提供理论依据。  【方法】  以黄瓜品种津春2号和尖孢镰刀菌黄瓜专化型菌 (FOC) 为试材，进行温室营养液培养试验。设营养液中添加铵态氮不接菌 (A)、硝态氮不接菌 (N)、铵态氮接菌 (AI) 和硝态氮接菌 (NI) 共4个处理。尖孢镰刀菌侵染8天后进行植株样品的采集及测定，包括株高、根长、生物量、病情指数、叶绿素含量、光合特性、叶片温度，并进行了叶肉细胞超微结构的观察，测定了植物全氮、可溶性蛋白及可溶性糖含量。  【结果】  与铵态氮相比，硝态氮营养显著抑制了黄瓜植株枯萎病的发病率，并显著促进了植株的生长以及植株生物量的增加。未接菌条件下，供应铵态氮的植株光合速率、气孔导度、蒸腾速率、羧化效率及表观量子效率均显著高于供应硝态氮的植株；尖孢镰刀菌的侵染导致供应铵态氮的植株叶绿体结构受损，显著降低了其光合速率、气孔导度、蒸腾速率、细胞间隙CO₂浓度、羧化效率及表观量子效率，而病原菌侵染对供应硝态氮的植株叶片光合特性无显著影响。未接菌条件下，供应铵态氮的植株叶片温度及水分利用效率显著低于供应硝态氮的植株；尖孢镰刀菌侵染后，供应铵态氮的植株叶片温度及水分利用率显著增加，而病原菌侵染对供应硝态氮的植株无显著影响。叶片温度与蒸腾速率呈显著负相关关系，而与水分利用率呈显著正相关关系。供应铵态氮的植株根系全氮、可溶性蛋白及可溶性糖含量均显著高于供应硝态氮的植株，从而促进病原菌对供应铵态氮的植株的侵染。尖孢镰刀菌侵染后，供应铵态氮的植株根系可溶性蛋白含量显著增加，可溶性糖含量降低，而尖孢镰刀菌侵染对供应硝态氮的植株可溶性蛋白及可溶性糖含量无显著影响。  【结论】  硝态氮能够有效地抑制黄瓜枯萎病的发生，维持叶绿体结构的完整性，保持黄瓜植株正常的光合作用及生长，并减少碳水化合物向根系的运输，从而抑制病原菌的侵染及病害的发生。在黄瓜的设施栽培中，可适当增加硝态氮肥的施用而减少铵态氮肥的投入，以抑制土传枯萎病发生。     

结合非子采样轮廓变换和形态收缩算子的多源遥感影像配准

针对多源遥感影像自动配准中难以提取大量同名特征点的问题,提出了一种结合非子采样轮廓变换和形态收缩算子的自动配准算法。结合非子采样轮廓变换和形态收缩算子的特征提取算法能够克服角度和尺度偏差,在多方向、多尺度空间精确提取强边缘上的关键结构特征点;基于低频波段的归一化互信息匹配算法和三角形一致检验算法能够提取到大量高可靠性的同名特征点对,保证了多源遥感影像的高精度配准。文中选取角度和尺度偏差显著的SPOT-5(P)和ASTER影像组合进行试验,结果证明以上算法能够检测到大量分布均匀的同名特征点对,配准模型精度趋近于1个像元。该研究可为多源遥感数据的融合和目标识别提供前提条件。     

基于LiDAR数据的单木提取算法研究

有效了解森林生长变化信息对森林资源的保护以及生态环境的研究具有重要意义。近年来,激光雷达数据是森林清查中主要的LiDAR数据源。但是现有机载LiDAR数据单木分割算法在密集林区应用精度较低,尤其在中下层冠层单木提取精度不高,存在漏检的现象。针对以上问题,采用归一化割（normalized cut,Ncut）方法直接对激光点云数据进行初始分割,然后设定冠层的形状参数与点云数量阈值,利用全局最大值重复Ncut方法,对林区下层冠层进行探测,实现单木的精确提取。结果表明,与只利用归一化割方法提取单木结果相比,本研究方法使单木提取误判率由22.66%降至3.9%,识别率由原先的68.49%提升至86.63%,有效规避了上层冠木对下层遮盖导致的下层单木漏检情况,提高了在冠层中间层和下层树木的识别率,可为今后森林清查、森林资源管理提供分割方法的选择,也为森林分类、单木分割提供样例。     

中主应力对黄土变形强度特性影响的试验研究

对陕西杨凌黄土进行了不同中主应力比b下的真三轴试验，研究了中主应力比b对重塑黄土的变形和强度的影响规律。试验结果表明：在一定的含水率和固结压力下，偏差应力和初始切线模量均随中主应力比b的增大而增大；在中主应力比b确定的情况下，偏差应力和强度最大值随着含水率的增大而减小。小主应变ε3在任意条件下始终表现为膨胀；中主应变ε2在固结压力为50kPa表现为膨胀，在100kPa和150kPa时，小主应变ε3随着b的增大由膨胀变为压缩，固结压力越高，决定中主应变压缩的最小b值越小。     

森林网络空间格局建设分析

以陕西省西安市森林城市为例,通过分析其城市森林网络空间格局,提出相关建议和改进措施。     

基于多源遥感数据的输电线走廊树种分类

针对目前树冠提取中受背景影响和易出现过度分割的问题,首先,采用可见光差异植被指数和双边滤波对传统的单木树冠分割方法进行了改进;然后,以单木树冠为对象提取多维特征,并利用XGBoost算法进行特征重要性排序和特征选择;最后,使用随机森林、支持向量机、人工神经网络3种非参数分类器,设计了12种分类方案,进行了单木树种分类和精度评价。结果表明,改进的单木分割方法可以有效提高树冠提取精度,得到的树冠分割精度在80%以上;将Li DAR数据和航空正射影像相结合,采用XGBoost算法进行特征选择后,使用ANN分类器的分类方案精度最高,总体精度为86.19%,说明多源数据协同作用和特征选择可以提高树种分类精度,在单木尺度上ANN分类器对现有树种类型的分类能力最强。     

面向市场的遥感类课程开放式教学模式研究

基于北京林业大学本科生课程的教学实践,从遥感在林业等相关领域的应用出发,对林业高等院校遥感类课程的改革与创新进行了研究。首先,通过对当前高等院校遥感类课程的特点进行归纳和分析,指出当前课程讲授环节存在的问题。其次,针对这些问题,提出了教学模式改革的具体目标。最后,研究了以科技创新为导向、以培养创新型和全面型人才为宗旨的面向市场的开放式教学模式,并对该教学模式的内容进行了详细的阐述,即针对市场需要,调整课程内容;面向市场,进行开放式教学;培养学生的开发能力;完善考核方式,并用具体的教学实践,对该教学模式的效果进行了评价。     

高分辨率卫星立体影像对的图割匹配算法

针对高分辨率卫星立体像对自动匹配中同名特征点难以选取,导致视差图较低的问题,引入在计算机领域取得成功应用的图割匹配算法,将立体匹配问题转换为全局能量函数的最小化问题,并进行改进,构建简化的网络求解最小割,实现能量函数的最小化,得到较为准确的视差图,实现卫星立体像对的匹配。该文选取EROS-B卫星立体像对进行试验,结果证明改进的图割立体匹配算法生成视差图的均方根误差是传统基于相关系数的区域匹配算法生成视差图的均方根误差的1/3,且算法运行时间比传统的图割立体匹配算法的运行时间缩短了85.2%。该研究可为基于卫星立体像对构建高精度数字高程模型提供前提条件。     

宁夏东部风沙区人工草地亚系统的能值分析

针对宁夏东部风沙区草地农业生态系统环境脆弱,生产力低的问题,以盐池县四墩子村复合为研究对象,应用生态系统能值理论与分析方法,通过建立能值指标体系,对2002—2009年人工草地亚系统进行了分析.结果表明,人工草地亚系统多年平均产出与投入比值为1.55,并且逐年增加,系统整体功能好,运转效率较高,能值回报率高,产品在市场上的价格具有绝对的竞争力.净能值产出率高,而环境负荷率相对较低,可持续发展指数为1.23到0.92,多年平均值为1.06,系统整体富有活力和发展潜力.最后结合当地的实际情况提出宁夏东部风沙区可持续发展的建议.