考虑地形效应的高山松地上生物量遥感估测模型构建

[目的]研究基于遥感因子与地形因子构建香格里拉市高山松地上生物量非线性混合效应估测模型,提高高山松地上生物量估测精度.[方法]以2015年和2018年Landsat 8 OLI与对应年份样地实测数据为基础,通过二元生物量模型计算出高山松地上生物量.提取植被指数、纹理等遥感因子.将地形因子按照一定等级进行划分后作为模型因...     

森林地上生物量遥感反演研究进展

森林地上生物量是反映森林生态系统状况的关键性指标之一,对全球气候变化、以及我国实现碳达峰和碳中和目标具有重要意义。遥感技术快速发展并日益成熟,已成为大区域尺度森林地上生物量反演的主要技术手段。通过系统梳理国内外相关文献资料,从数据源和反演模型两方面对森林地上生物量遥感反演研究进展进行讨论：从数据源角度,阐述分析光学遥感数据、合成孔径雷达数据、激光雷达数据等3种数据源提供的有效信息、优势及局限;从反演模型角度,结合实际应用案例讨论分析多元回归模型、机器学习算法、机理模型等3种模型的特点及适用范围。在总结现阶段利用遥感手段反演森林地上生物量存在问题的基础上,分析探讨未来森林地上生物量遥感反演的方向和热点。     

基于Landsat8 OLI遥感因子的思茅松地上生物量二阶抽样估测

基于Landsat8 OLI遥感影像和森林资源二类调查数据,选择云南省普洱市镇沅县为研究区,在90%的抽样精度(E)与95%的可靠性指标(t_α)的条件下,应用二阶抽样技术,以镇沅县思茅松单位面积AGB、单位面积地上蓄积量、7个单波段及5个植被指数作为抽样标志,对不同抽样方案的抽样总体方差、变动系数、标准误差、绝对误差、估测精度、AGB估测值及估测误差进行分析,并与简单随机抽样、系统抽样对比,分析不同抽样方法应用不同抽样标志的综合效率。结果表明：1)二阶抽样综合效率远远高于简单抽样和系统抽样;2)基于单波段和植被指数的二阶抽样效率普遍优于基于二调数据的,二阶抽样效率最好的抽样标志是ARVI与NDVI,2种植被指数仅需154个样本,较基于二调数据的二阶抽样降低60%的样本量,精度能达到最高,分别为97.50%和97.67%。研究结果说明基于遥感因子的二阶抽样可以大幅提高抽样效率。     

蒙古栎天然次生林地上生物量模型构建

森林生物量估计是森林生产力和碳汇研究的基础,如何准确计量和预测其生物生产力,对科学地评价森林生态系统在全球碳循环中的贡献及其提升森林的生态服务功能具有重要的理论价值和实践意义。文章以分布于我国东北地区的蒙古栎为研究对象,用实测的75株蒙古栎样本数据进行相关性分析,通过对75株蒙古栎样本数据的主要测树因子进行分析,选用了相关性紧密的胸径(D)、树高(H)和胸径—树高(D²H)因子作为自变量,应用常用的7种线性和非线性经验方程对蒙古栎建模样本数据进行模型的拟合、参数估计、筛选和独立性检验,构建了蒙古栎各个器官组分生物量模型。     

基于树高和树冠因子的立木材积与地上生物量相容模型研究

【目的】无人机机载激光雷达能够准确地测定单木、林分乃至大尺度森林结构参数(树高和树冠因子)。为应用无人机激光雷达技术准确估测森林蓄积量、生物量和碳储量提供计量依据和技术支撑。【方法】以150株实测马尾松生物量样本数据为研究对象,采用非线性回归估计方法和度量误差联立方程组方法,分析立木材积和地上生物量与树高、树冠因子的相关性,并在此基础上研究建立基于树高和树冠因子的立木材积与地上生物量相容模型。【结果】单株材积和地上生物量与树高因子的相关性最为紧密,其次才是树冠因子;基于树高和冠幅因子的二元材积和地上生物量模型预估精度较高,达到92%以上,再考虑冠长因子的三元模型预估精度改进不大;基于树高和冠幅因子的二元立木材积与地上生物量相容模型估计效果更好,相对于一元相容模型系统而言,二元相容模型拟合效果有较大幅度提高,预估精度达到92%以上。【结论】采用度量误差联立方程组方法可以有效解决基于树高和树冠因子的立木材积与地上生物量相容问题,并且预估精度达到92%以上,所建二元立木材积与地上生物量相容模型可为应用激光雷达技术反演森林蓄积量和生物量提供计量依据。     

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.     

基于无人机激光雷达点云的单木生物量估测

[目的]为提高森林单木生物量估测精度和效率,本研究基于无人机激光雷达技术对哈尔滨城市林业示范基地的水曲柳、樟子松样地进行点云数据获取及单木生物量估测.[方法]通过优化算法对获取的点云数据进行树高、冠幅等单木结构参数的提取;然后基于改进的凸包算法获取树冠体积、树冠投影面积等树冠因子.最后将上述获得的单木结构参数引入传统C...     

黄土丘陵区沙棘地上部生物量估测量估测模型

根据沙棘生长因子与其地上部生物量间的关关系，以生长因子为自变量，沙棘地上部生物量为因变量，应用主成分分析和多元回归分析方法，依据最优子集和平均残差平方和的优选原则，从单生长因子，双生长因子、多生长因子估测模型中，筛选出具有最优性质的沙棘地上部生物量估测量模型，     

基于照相技术的枸杞地上生物量模型研究

以内蒙古托克托县枸杞灌木作为研究对象,利用照相技术和图像处理软件获取各植株侧面宽度D、植株高度H、侧面照相面积S等参数,建立起基于这些参数或参数组合的枸杞地上生物量拟合方程。经过检验,以植株侧面照相面积S为自变量的幂函数回归模型可用来估算枸杞地上生物量。侧面照相面积S与植株的生长状况密切相关,通过照相技术和图像处理软件获取S等参数相对简便、准确,在实际操作中能提高工作效率。     

天堂山林场森林地上生物量及碳储量的遥感估算模型构建

基于广东省清远市天堂山林场的二类调查小班数据和 landsat8 遥感影像和多元逐步回归的方法,建立森林地上生物量模型,进而构建森林地上碳储量模型,对天堂山林场森林碳储量及其分布进行了估算,并讨论了预测结果及其精确性。结果表明：阔叶林、针叶林和混交林生物量模型的拟合优度分别为 0.77、0.67、0.69。基于碳储量估算模型计算生成的天堂山林场碳储量分布图与采用二类森林调查数据得到的碳储量分布图空间分布一致。验证了基于 landsat8 遥感影像的碳储量模型能为森林碳储量提供快速准确的估测。     

生物量估测中的遥感技术

论述了森林生物量的概念和发展历史,介绍了常规森林生物量的估算方法,并进一步较为详尽地分析了广泛应用于生物量估算的遥感模型以及它们的影响因素。最后对应用遥感技术估测森林生物量的发展趋势作了论述。     

森林叶绿素含量的高光谱遥感估算模型的建立

高光谱遥感提供一个通过窄波段的地物光谱反射率、诊断和检测植被叶绿素光谱特征波段的手段,为精确反演森林叶绿素含量提供更高光谱分辨率的数据。利用Epp-2000地物光谱仪测量叶片的反射光谱,并用SPAD-502对观测叶片进行叶绿素含量的同步测量;采用统计相关分析方法,分析叶片反射光谱、光谱特征参数及其各种植被指数与叶片叶绿素含量的相关关系,并建立相应的估算模型。结果表明：叶绿素含量的敏感性参数分别为Diff（R749）、Log（R466）、红边参数RVP以及比值叶绿素指数PSSR。通过多元统计回归分析,剔除不相关和存在共线性的参数后,得到叶绿素含量的估算模型为：SPAD=54．559—0．865×PSSR＋65．146×Diff（R749）-6．030×Log（R466）-0．238×RVP模型及其参数均通过统计检验,模型的决定系数砰达到0．812,均方根误差RMSE=13．35379,模型精度为88．743258％。     

云冷杉林生物量遥感估测模型研究

利用遥感技术获取森林生态系统生物量是快速获取森林生物量的重要途径.文章以香格里拉县遥感影像图所提取的各植被指数及DEM所提取的地学因子为自变量,以云冷杉林生物量为因变量,建立多元线性回归模型.对模型的精度进行检验,选出最优模型.     

东莞市针叶类森林生物量遥感模型研究

基于 Landsat 8 影像数据,对东莞市松树林 (Pinus sp.)、杉木林 (Cunninghamia lanceolata)、针 叶混交林 3 种针叶类森林生物量进行估算,利用相关分析、主成分分析和逐步回归分析,建立针叶类森 林生物量遥感估算模型,其决定系数 (R2) 值分别为 0.880 9、 0.832 5、 0.964 0,均达显著水平。经适用性 检验,模型均达 0.05 显著水平,可用于东莞市针叶类森林生物量估算。     

Establishment of in vitro culture of Populus euphratica Olivier

The purpose of our study was to establish a regeneration system for micropropagation of Populus euphratica Olivier. On the basis of an analysis of plant leaf mineral nutrients, a special medium was proposed, called MP2. In optimizing media for in vitro plant cultures including MS, B5 and MP2 media we employed hormones, auxin IAA, cytokine benzyladenine (BAP) and gibberellic acid (GA) in our factorial experiments on media. Adventitious shoots were derived from cuttings of adult plants taken from Xingjiang, west China, on selected media with MP2 0.5 mg·L-1 BA 0.1 mg·L-1 NAA. The shoots were elongated on a medium with 0.25 mg·L-1 BAP, 0.1 mg·L-1 NAA and 2 mg·L-1 GA and were then rooted on a medium with 0.2-0.5 mg·L-1 IBA. All the media were incorporated with 30 g·L-1 sucrose and an adjusted pH at 6.3.     

华北落叶松人工林生物量及碳储量遥感模型研究

以华北落叶松人工林为研究对象,对赛罕乌拉生态系统定位站内华北落叶松人工林生物量及碳储量进行研究。应用Landsat TM影像,提取遥感影像各波段信息及相关的植被指数。将遥感影像的波段信息、相关的植被指数分别与野外实测的样地生物量数据进行一元回归分析,建立一元回归模型,分析比较后得出由波段信息建立的一元回归模型较合理;将提取的波段信息、植被指数分别与野外实测样地生物量数据进行相关分析,然后采用逐步回归的方法进行多元回归分析,建立森林生物量多元遥感回归模型;将选择出的一元回归模型与建立的多元回归模型进行对比分析,最后得到适用于研究区森林生物量研究的最优遥感回归模型,Y=-1617.863+573.312×SAVI+32.475×TM5-35.379×TM7,进而得到碳储量遥感模型。     

基于遥感信息的森林生物量估算研究进展

遥感技术已被广泛应用于植被和生态系统的定量研究中,特别是利用遥感技术快速准确地估算森林生物量已取得了突破性的进展。综述了遥感技术在森林生物量估算中的现状,分析了各种遥感数据源在森林生物量估算中的优缺点,并简要总结了遥感技术在森林生物量估算应用方面的发展趋势。     

基于遥感的植被覆盖度估算方法研究进展

指出了随着遥感技术的发展,植被覆盖度作为定量描述地表植被覆盖情况的重要参数、生长状况的指标、植被覆盖的直观指示因子,已广泛应用在自然地理空间的土壤圈、大气圈、水圈、生物圈范围及这些圈层相互作用的各类研究中。基于目前常用的遥感数据,从植被指数、数据挖掘技术两方面分类归纳了植被覆盖度的估算方法及遥感数据源,对比分析了其优缺点及存在问题,并对基于遥感的植被覆盖度今后的研究方向及发展趋势进行了展望。     

基于森林生物量相容性模型长白山天然林生物量估测

利用中国第四次(1997年)二类森林调查数据,借助长白山天然林森林生物量相容性模型,以汪清天然林区为例,对阔叶林、针叶林及针阔混交林等不同森林群落进行森林生物量及其分量的估测,研究区森林生物量密度及碳密度估测值分别为110.06 t/hm2和51.73 t/hm2,碳库估测值为0.0119 Gt C.阔叶林生物量占总森林生物量的59%,在该研究区占主导地位。     

基于BP神经网络的沙柳地上生物量预测模型

目的 以库布其沙漠沙柳为研究对象,建立基于BP神经网络的沙柳生物量模型,探究不同建模因子下的沙柳生物量估算模型变化,以期探究沙柳生物量估算模型的最优形式。 方法 选取6种沙柳生长因子,并根据与生物量相关性大小加入输入变量,从而组成6组不同输入变量,输入变量包含因子数量逐步增加（1 ～ 6种）。对比BP神经网络沙柳生物量模型不同输入变量所拟合模型的性能,确定最佳输入变量,并在最优输入变量的基础上,确定BP神经网络隐层数量,经过反复训练,建立基于BP神经网络的沙柳生物量估算模型。 结果 基于BP神经网络的沙柳生物量模型最优结构,即输入层节点数（Nin）∶隐层节点数（Nh）∶输出层节点数(Nout)为：4∶9∶1。其中训练数据R2=0.97,RMSE=0.67,MAE=0.50;测试数据R2=0.96,RMSE=1.10,MAE=0.77。 结论 基于BP神经网络的沙柳生物量,随着输入变量中输入因子的数量不断增加,发现其R2、RMSE、MAE所表现出的模型性能逐渐变好,但是输入变量每增加1种后,当输入因子数量为5时,模型精度相比输入因子数量为4时提升幅度较小,考虑模型使用时的精度和野外工作的便利性,输入层最优输入因子数为4种,当隐层数为9时模型性能表现为最优。