随机森林在红松活立木腐朽分级中的应用

以五营森林公园中不同腐朽程度的红松为研究对象,选取无损、易获取指标(阻力损失及心材、边材异常面积比)为模型自变量,腐朽等级为因变量,利用无损检测并结合随机森林对活立木腐朽程度进行分级。使用重复分层K折交叉验证保证样本数据在训练和测试时分类均衡,并建立随机森林立木腐朽分级模型。结果表明：随机森林腐朽分级模型训练、测试精度分别为100%、90%,说明其拟合效果好、泛化能力强。随机森林对腐朽等级(Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ)的辨识均正确,召回率都为100%,腐朽等级Ⅲ错判1例,对腐朽立木进行分级的准确率高达96.67%,随机森林的微观、宏观平均AUC值分别为0.979 2、0.970 8。     

森林健康评价研究综述

森林健康评价问题是当今社会的核心话题,做好森林健康评价可为森林健康经营、生态环境治理及林业发展提供理论依据。本文结合我国森林现状对森林健康和森林健康评价的概念进行归纳,从经营、生态的角度分别阐述森林健康的特征,并提出综合型特征。建立评价指标体系是国内外研究森林健康的首要任务与难题,其中指标的选择应随目标不同而相应变化,对此总结我国在该方面最具代表性的研究成果。指标权重的确定和评价森林健康的方法较多,我国常将层次分析法与专家打分法相结合使用。最后提出现阶段我国进行森林健康评价时存在的问题,以及根据所出现的问题对森林的未来发展趋势进行分析。     

吉林蛟河不同演替阶段针阔混交林土壤健康评价1）

应用层次分析法、隶属度函数和森林土壤健康指数法,对吉林省蛟河市林业实验区管理局内4种不同演替阶段的森林土壤健康进行评价;主要选取5个物理性指标、8个化学性指标、1个生物指标建立评价体系,使用隶属度函数进行无量纲化处理,应用层次分析法求出各指标的权重值,得出森林土壤的健康指数。结果表明：森林土壤健康等级降幂排序为中龄林、成熟林、老龄林、近熟林;相关性分析可知,土壤健康指数,与全氮、有效磷、速效钾呈极显著相关性,与水解氮、有机质呈显著相关。     

应用地面三维激光扫描对白桦单木结构参数的提取

应用地面三维激光扫描仪,在大小兴安岭地区的4块白桦(Betula platyphylla)次生林样地进行单木扫描,对扫描后树干点云进行分层处理并设置阈值;运用Hough变换算法提取单木位置与胸径,利用树干生长方向得到树高与冠幅;运用回归分析对算法估计值和实测值进行拟合,判断算法的准确性;利用体元模拟法与传统体积计算方法分别估测树冠体积,分析两种算法的差异。结果表明:4块样地的单木识别率较高,平均为86.5%;4块样地的单木胸径、树高、冠幅估测的决定系数(R~2),分别为0.82、0.79、0.83,相应的均方根误差分别为2.03 cm、1.98m、0.45 m,显示了较好的估算精度;利用体元模拟法与传统树冠体积计算方法得到4块样地中树冠体积的平均差异为35.6%,两种算法间4块样地平均决定系数为0.96,拟合较好。     

基于无人机影像的森林信息获取研究进展

随着无人机技术的不断发展,其在林业中的应用越来越广泛。无人机航空摄影作为高分影像的重要获取方式,具有成本低、效率高、时效性强等特点,己逐渐成为森林资源调查与监测的新途径。研究者已不再满足于无人机影像在森林资源分类和空间分析等方面的应用研究,而是开始关注单木树高、胸径、冠幅等具体树木信息的获取以及森林信息量化等方面的研究。文中综述近几年无人机在森林结构参数、生物量、蓄积量、立木材积表、林区规划、树木空间分布以及三维建模等方面的研究进展,并对无人机在森林信息获取中的研究和应用提出建议。     

近红外光谱法测定土壤全氮和碱解氮含量

为探寻采用近红外光谱技术在野外快速测定土壤全氮和碱解氮含量的方法,采集土壤光谱信号,结合偏最小二乘法和主成分分析法,分别建立土壤全氮和碱解氮含量测定的定标模型。结果表明,采用PLS方法建模时,土壤全氮和碱解氮含量测定定标模型的精度较高。为提高模型的预测精度,采用多元散射校正、标准归一化、基线校正、卷积平滑和小波变换5种方法对光谱信号进行预处理,当用小波变换法对光谱信号进行去噪处理,并与PLS方法结合时,模型的预测精度最高,土壤全氮样品校正模型的相关系数为0.838 5,均方根误差为0.153 1,对应验证模型的相关系数为0.754 9,均方根误差为0.184 2,校正集和验证集土壤全氮含量预测值(y)与实测值(x)之间的关系模型分别为y=0.685 8x+0.198 0和y=0.621 4x+0.237 9;土壤碱解氮样品校正模型的相关系数为0.866 5,均方根误差为0.007 7,对应验证模型的相关系数为0.796 1,均方根误差为0.009 4,校正集和验证集土壤碱解氮含量预测值(y)与实测值(x)之间的关系模型分别为y=0.749 8x+0.019 4和y=0.700 7x+0.023 3。综合分析结果表明,应用近红外光谱技术对土壤全氮和碱解氮含量进行定量预测是可行的,且应用小波变换方法对光谱冗余信息进行预处理后,再与偏最小二乘法相结合可有效地提高模型的精度。     

基于AHP-BP模型的中国废旧木材行业循环经济指标体系的构建

合理有效地回收利用废弃木材是节约木材资源的重要途径之一。本文以中国废旧木材回收利用行业发展为研究对象,通过资料调查以及结合循环经济指标体系建立原则,运用AHP-BP组合模型,对建立的废旧木材行业循环经济指标体系中的指标权重进行初定与优化。结果表明:AHP-BP组合模型能够有效解决循环经济指标体系建立时AHP法的主观随意性和BP网络模型中权重赋值的任意性问题。     

小兴安岭地区针阔混交林主要树种生长模型研究

选取小兴安岭地区天然针阔混交林为样地,以红松、冷杉、云杉、水曲柳、枫桦、紫椴等6种主要优势树种为研究对象,分别进行树高和胸径、冠幅和胸径的相关性分析。通过SPSS 20.0软件将调查的数据代入备选的8个经典数学模型中进行回归分析,得到各方程的P值、决定系数R~2和相关参数,并采用总误差、平均误差、平均相对误差和均方根误差等验证拟合精度,最终选出最优的树木生长模型。结果表明:针叶树的树高和胸径、冠幅与胸径相关性显著,在树高-胸径模型中平均决定系数为0.809,在冠幅-胸径模型中平均决定系数为0.498。相对于针叶树来说,阔叶树树高和胸径、冠幅和胸径的相关性略差,其决定系数平均值分别为0.608,0.395。不同树种适应不同树木生长模型,在树高-胸径的相关性分析中,以幂函数、S函数模型居多,冠幅-胸径模型以三次多项式模型最为显著。     

基于SFM算法的单木结构参数提取研究

针对传统森林资源调查方法获取单木结构参数效率低和成本高的问题，提出一种基于SFM算法的单木结构参数快速提取方法。以哈尔滨市城市林业示范基地树木为研究对象，利用SFM算法获得单木照片的三维点云，并利用点云数据处理软件对获得的点云数据进行单木结构参数提取，最后与实测参数进行对比分析。结果表明:1）分别利用SIFT算法、SURF算法以及ORB算法对相机校检后的树木照片进行特征点提取匹配，特征点正确匹配个数分别为23、145以及25，相应的耗时分别为18.56、16.04、1.58 s；2）利用SFM算法能获得树木照片的稀疏点云和稠密点云，平均每棵树木点云量为80万个；3）基于点云数据提取单木结构参数的胸径、树高及冠幅的平均绝对误差分别为1.79 cm、0.77 m及0.79 m；胸径、树高、冠幅的提取值与实测值相关系数均>0.94。     

锯材产品生命周期影响环境的评价方法与应用

在参阅国内外木材产品生命周期对环境影响评价方法的基础上,针对原木运输和锯材生产2段过程,结合对锯材产品生命周期评价中的环境特点,确定全球变暖、酸化、富营养化、烟尘、固体废弃物为主要的评价指标;从运输消耗和清单分析、选取影响环境类型、归类影响环境因子、计算影响环境负荷、影响环境潜值的加权标准化5个方面,构建评价模型;将实际生产中收集到的数据,应用到评价模型中计算。结果表明：在锯材产品生产中的5种影响环境评价指标中,全球变暖、酸化对环境的影响贡献值较大,其次是固体废弃物的污染、烟尘、粉尘、富营养化。提出了指导性建议,减少锯材生产对环境造成的危害。