基于遥感和GIS的中山市五桂山森林蓄积量时间序列分析

采用中山市五桂山地区1990、2000、2010年3个时相的Landsat TM/ETM+遥感影像作为基本数据源,利用网格抽样方法,通过手持式GPS采集了保护区内120个抽样点的外业数据(蓄积量),借助ENVI遥感软件和SPSS统计工具,运用多元线形回归法,结合3S技术对中山市五桂山森林保护区的蓄积量进行时间序列的分析,构建了该研究区域的森林蓄积量遥感定量估测模型,并利用该模型提取研究区3个时相的森林蓄积量等级图,探讨其森林蓄积量的时间序列变化.该研究为实现流域森林生态系统的平衡,最大限度地发挥森林的生态、经济和社会效益提供科学依据.     

基于森林资源清查结果估算我国森林蓄积量变化

【目的】估算我国7大地区森林蓄积量的变化,探讨未来我国森林保护重点工程实施的具体地区和规划方向。【方法】根据1975-2005年的7次全国森林资源清查数据,结合2010年颁布的《全国林地保护利用规划(2010-2020)》,按照自然区将我国划分为东北、华北、西北、西南、华南、华东和华中7个地区,初步核算了2005-2020年各区域森林面积和森林蓄积量的年平均增长率,并评估不同区域之间森林面积和蓄积量增长潜力的差异。【结果】森林面积增长量表现为西南>西北>华北>华南>东北>华中>华东,森林蓄积量增量以西南>东北>华北>华南>华中>西北>华东;我国森林蓄积量增长潜力呈东南部增长快但总量少、西部增长缓慢但总量多的趋势;2005-2020年全国森林面积共增加4 165.91万hm2,蓄积量增加16.42亿m3,相当于吸收CO230.05亿t,其中西南和华南地区吸收量占总吸收量的60%。【结论】我国森林的未来规划方向趋向于西部重种植面积、东部重森林质量。     

基于ENVISAT ASAR的长乐市水稻种植面积监测

以多时相、双极化ENVISAT先进合成孔径雷达(ASAR)影像为例研究福建省长乐市试验区水稻种植面积提取方法.利用2005年不同水稻生长季节的多时相ASAR数据,通过分析2种极化方式下水稻后向散射系数变化规律,采用构建新波段方法来增强水稻信息,然后采用监督分类法分别提取早、晚稻信息,最后,结合两季水稻提取结果分区域提取得到总的水稻种植面积.该方法极大地减小了水稻和背景地物信息混淆的概率,取得了较好的分类结果,总精度达到96.68%.可见,多时相、双极化ENVISAT ASAR数据能够对水稻种植面积进行有效监测.     

贵州省平坝县森林蓄积量动态变化

依据平坝县1985年、1995年、2005年的森林资源二类调查数据以及2013年平坝县林地变更调查数据,对平坝县森林蓄积量动态变化进行分析。结果表明:平坝县森林蓄积量28年来稳步增长,但森林蓄积量增长过程也存在一些问题,对此提出加强森林经营管理、改善林分质量、增加森林蓄积量、加强森林资源多样性保护、充分利用乡土树种和良种等经营建议。     

基于GF-1 PMS影像和k-NN方法的延庆区森林蓄积量估测

应用高分1号（GF-1）全色和多光谱（PMS）影像和k-最邻近（k-NN）方法进行县域尺度的森林蓄积量估测,探讨GF-1 PMS影像以及k-NN方法估测森林蓄积量的适用性。以北京市延庆区森林资源二类调查数据为基础数据,森林蓄积量为研究对象,基于国产GF-1 PMS影像数据提取植被指数,采用k-NN法构建森林蓄积量估测模型,并引入偏最小二乘回归法予以比较,选出最优估测方法对全区森林蓄积量进行反演。结果显示:偏最小二乘回归法估测的森林蓄积量均方根误差为21.90 m3·hm-2,相对均方根误差为27.5%,偏差为17.23 m3·hm-2。基于k-NN方法的森林蓄积量估测的均方根误差为12.80 m3·hm-2,相对均方根误差为16.0%,偏差为15.02 m3·hm-2。与官方公布的全区森林蓄积量进行对比,结果显示:基于k-NN法反演的全区森林蓄积量统计结果（245.98万m3,估测精度为86.0%）要好于偏最小二乘回归法（266.22万m3,估测精度为76.6%）。最后生成了全区森林蓄积量空间分布图。     

遥感影像提取森林火灾可燃物蓄积量模型的建立1）

森林火灾可燃物蓄积量的提取为森林火灾蔓延模型提供了定量的森林火灾可燃物信息。利用遥感影像对森林火灾可燃物的分类结果,采用多元回归法、参数优化的神经网络法和支持向量机法建立森林火灾可燃物蓄积量模型。研究了遥感影像的数据处理、建模方法对森林火灾可燃物蓄积量模型精度的影响。利用最优的森林火灾可燃物蓄积量模型,进行整个研究区域的森林火灾可燃物蓄积量反演。结果表明,数据处理后的遥感影像,采用支持向量机法建立的模型精度较高。     

基于ASAR数据的水稻制图最佳时相参数提取

针对ASAR交叉极化模式数据,选用HH/VV极化比值提取水稻制图的最佳时相参数.结合SAR图像统计特性,采用比值变化检测方法,通过理论公式计算和比较变化检测的总误差概率,分别提取单时相双极化和多时相双极化水稻制图的最佳时相参数.结果显示,单时相制图的最佳时相是水稻生长中后期,即水稻幼穗分化期至水稻收割前期内任一时相;而多时相制图的最佳时相为一组时相的组合,即应至少包含水稻移栽期和水稻生长中后期各一时相.最后,采用阈值分类算法对最佳时相参数进行了验证.结果显示,选用最佳时相影像和理论推导的分类阈值能够显著提高水稻制图的精度.     

基于GEE云平台的2005-2017年云南省森林覆盖变化监测

以云南省为研究区,探究云南省2005-2017年间土地及森林覆盖情况及动态变化分析,为云南森林保护及生态环境建设提供参考依据。利用Google Earth Engine平台在大区域分类研究中的优势,选取2005、2010年和2017年3期的Landsat系列影像作为主要数据源,采用随机森林方法,监测研究区内土地及森林覆盖空间分布、动态变化及转移情况。得到总体精度分别为75.55%、75.33%和83.42%3期影像分类结果。结果表明,森林总面积分别为2 006.19×10⁴hm²、2 015.77×10⁴hm²和2 067.21×10⁴hm²,占到研究区总面积的52.30%、52.55%和53.88%。研究期内云南省森林面积总体呈增长趋势。     

基于小班对象的森林蓄积量遥感估测模型合理性诊断

以四川省遂宁市安居区为研究区域,研究了基于小班对象的森林蓄积量遥感估测模型的构建与合理性诊断。首先论述了建立森林蓄积量模型所需的各种数据,包括定性、定量数据以及遥感影像的派生数据。其次采用最大膨胀因子法及残差平方和法对选取的60个小班样地数据进行最优变量的选择,最终TM2、TM5、TM7、TM4×37、有林地、郁闭度等6个变量成为估测模型的主要因子。再次选取24个样地数据并采用残差分析方法对构建的模型进行合理性诊断,诊断结果显示模型基本合理。最后选用岭迹法对其余36个样地进行模型构建。构建的模型所测蓄积量的相对误差达8.0%,可应用到生产实践当中。     

基于森林资源连清数据的泗阳县杨树生物量遥感估算模型

基于2005年江苏省森林资源连续清查数据,采用蓄积量——生物量换算因子连续函数法计算杨树林生物量,对生物量与LandsatTM数据各波段的比值B1/B3、B2/B4 、B2×B3/B4、B7/B5 、B7/B5、（B4＋ B5-B2）/（B4＋B5＋ B2）、B3/（B1＋B2 ＋B3 ＋B4 ＋B5 ＋B7）、B3/B4及植被指数NDVI、RVI、TNDVI进行相关性分析,筛选杨树生物量遥感估算模型的相应因子;并应用逐步回归技术建立估算杨树生物量遥感模型,估算出2005年泗阳县杨树林总面积为29 768.6 hm2,总生物量约为1 786 771.2 t,平均生物量约为60.0 t/hm2.结果表明,在森林资源连续清查的数据基础上,利用遥感影像在县级区域尺度上对杨树森林生物量进行有效估算是完全可行的,其方法具有时间分辨率高的特点,使生物量估算在较大的时间和空间尺度上具备操作的可能性.     

乌兰布和沙漠引种抗虫杨树品种中龄期生长适应性评价

为了更好地选择杨树优良品种进行推广栽培,通过调查不同品种的树高、胸径、成活率、保存率、干型、冻害、虫害7项指标,运用隶属函数法对乌兰布和沙漠东北部16种抗虫杨在中龄期的适应性进行了综合评价。结果表明：16种抗虫杨的适应性综合评价结果排序为北抗16-22>08-09>中林315>08-03>天黑>08-08>中林2005>北抗16-27>08-02 >08-07>京2>京6>Simplot>北抗16-8>08-14>DN-34。北抗16-22在中龄期保存率高、年生长量大、抗虫性强,各个方面均表现最优,应作为本区域的主推品种,可进行大规模造林。08-14成活率和保存率均最低,且易感病;DN-34保存率低,冻害严重,年生长量最低,这两个品种不适于在当地大面积推广。中林315、08-03、08-08、中林2005、北抗16-27、08-02可适当推广栽植。08-09和天黑成活率及保存率高,年生长量也较大,但易感染虫害,在侵害初期要早预防、早治理,不要把虫害带到造林地,否则容易导致相互感染。     

利用TM影像和偏最小二乘回归方法估测三峡库区森林蓄积量

为进一步提高遥感模型预测森林蓄积量的精度和稳定性,分析了遥感特征因子、地形特征因子、郁闭度与森林蓄积量之间的相关关系。在此基础上,利用偏最小二乘回归方法构建了森林蓄积量遥感预测模型,生成了三峡库区森林蓄积量空间等级分布图,并与地面实测值进行比较。结果表明:该模型的最佳主成分数为3,且郁闭度、海拔、坡度、TM1、TM2、TM3、TM4、TM5、TM7、NDVI、RVI、TM7/TM3、TM4×TM3/TM2、亮度和湿度为预测森林蓄积量的入选变量;森林蓄积量预测的调整决定系数为0.524,相对误差为7.33%,均方根误差为1.763m3;利用该模型计算出三峡库区森林总蓄积量约为1.12亿m3,总体预测精度达到89.58%。研究结果为提高森林蓄积量遥感预测的精度提供了一种有效手段,有利于大面积应用和推广。     

利用TM 影像和偏最小二乘回归方法估测三峡库区森林蓄积量

为进一步提高遥感模型预测森林蓄积量的精度和稳定性,分析了遥感特征因子、地形特征因子、郁闭度与森林蓄积量之间的相关关系。在此基础上,利用偏最小二乘回归方法构建了森林蓄积量遥感预测模型,生成了三峡库区森林蓄积量空间等级分布图,并与地面实测值进行比较。结果表明:该模型的最佳主成分数为3,且郁闭度、海拔、坡度、TM1、TM2、TM3、TM4、TM5、TM7、NDVI、RVI、TM7/ TM3、TM4 ⅹTM3/ TM2、亮度和湿度为预测森林蓄积量的入选变量;森林蓄积量预测的调整决定系数为0.524,相对误差为7.33%,均方根误差为1.763 m3 ;利用该模型计算出三峡库区森林总蓄积量约为1郾12 亿m3 ,总体预测精度达到89.58%。研究结果为提高森林蓄积量遥感预测的精度提供了一种有效手段,有利于大面积应用和推广。      

森林生物量与印度卫星数据及地学因子的相关性分析

以2006年印度卫星数据（IRS—P6）为信息源,提取4个波段值、6种波段比值、4种植被指数,利用DEM提取海拔、坡度、坡向3个地学因子,共17个变量,选取5种线性及非线性方程,对高黎贡山常绿阔叶林地面样地生物量与17个遥感及地学因子进行相关性分析．结果表明：IRS—P6的B2,B3,B5波段以及海拔与生物量达到极显著相关水平．波段比值、植被指数、坡度、坡向与生物量的相关性较差,只有少量因子达到显著相关水平．通过变量筛选及回归方程选择,IRS—P6数据可用于较大尺度森林生物量的估测．     

黑龙江省大兴安岭林区森林气象火险指数的适用性研究

基于1996～2005年黑龙江省大兴安岭林区的气象数据及林火数据,比较研究了3种常用的气象火险指数（KBDI、FFDI和NMCI）在大兴安岭林区的适用性。结果表明,FFDI适用于日和月尺度的大兴安岭林区森林火险预报,而NMCI更适于年尺度的大兴安岭林区潜在森林火险评价,但3种气象火险指数与发生林火的相关系数均不高,需要进一步修正其初始条件或选择更合适的参数,以达到更好的预报效果。     

耕地造林和撂荒2种植被恢复方式碳储量差异

为了解耕地在造林和撂荒这2种恢复方式下生态系统碳储量的差异和分配特征,并为估算森林碳汇提供基础数据支撑,在2016年7-8月,采用野外样地调查并结合室内测定对湖南会同恢复14 a的退耕还林地（即耕地造林）和农田撂荒地（即耕地撂荒）进行植被、凋落物以及土壤碳储量的调查。结果表明:①退耕还林地的生物量碳储量显著（P < 0.05）高于农田撂荒地。其中,退耕还林地的乔木层碳储量高于农田撂荒地,并且前者是后者的2.76倍,但灌木层和草本层正好相反。②耕地在2种恢复方式下土壤碳质量分数均随土壤深度的增加而依次减小。农田撂荒地土壤碳储量随土壤深度的增加也依次减小,但退耕还林地土壤碳储量的大小为20~40 cm > 0~10 cm > 40~60 cm > 10~20 cm > 60~80 cm。退耕还林地0~80 cm深土壤碳储量略高于农田撂荒地,但两者没有显著差异（P > 0.05）。③退耕还林地生态系统碳储量要高于农田撂荒地。2种恢复方式下各组分碳储量大小均为土壤层>乔木层>凋落物层>草本层>灌木层。研究显示,在试验时段内,耕地采用造林的方式其固碳能力要优于撂荒的方式。     

百花山典型林分土壤有机碳储量及垂直分布特征

针对百花山落叶阔叶混交林、华北落叶松林、桦木林3种典型林分土壤有机碳储量及垂直分布特征进行研究。结果表明,不同林分类型下的土壤有机碳含量存在明显差异,桦木林最高(33.87g/kg±2.82g/kg),华北落叶松林次之(27.42g/kg±2.21g/kg),落叶阔叶混交林最低(26.24g/kg±1.91g/kg),桦木林土壤有机碳的密度为(26.06±1.88)kg/m2,落叶阔叶混交林为(19.81±1.70)kg/m2,华北落叶松林为(18.94±1.50)kg/m2,土层间有机碳密度为(1.57～7.22)kg/m2,且随着土层深度的增加呈现减少的趋势;不同林分中0～20cm土层有机碳储量占整个剖面有机碳总储量的百分比均达到50%以上,0～20cm土层有机碳含量变化总趋势为下坡位>中坡位>上坡位。     

色季拉山急尖长苞冷杉林下灌木群落空间格局及其与倒木关联性分析

分析西藏色季拉山急尖长苞冷杉原始林下灌木群落的空间分布格局及其与倒木的关联性，探讨该森林生态系统内灌木的分布规律，并从空间分布格局角度量化倒木对灌木分布的影响。以色季拉山急尖长苞冷杉原始林下灌木和倒木为研究对象，通过典型样地调查，用点格局法分析其空间分布格局以及与倒木的关联性。结果表明:1）样地内共有灌木7种，总密度730株·hm^-2，不同灌木种群分密度依次为杯萼忍冬（359株·hm^-2）>长尾槭（185株·hm^-2）>西南花楸（61株·hm^-2）>猴斑杜鹃（55株·hm^-2）>冰川茶藨子（53株·hm^-2）>光秃绣线菊（株·hm^-2）>峨眉蔷薇（株·hm^-2）；2）在0~50 m空间尺度内，冰川茶藨子、猴斑杜鹃、长尾槭、杯萼忍冬以集群分布为主要特征；西南花楸以随机分布为主要特征，只是在个别尺度呈现显著的集群分布；3）Ⅰ腐烂等级倒木与灌木在0~50 m空间尺度上呈显著的负关联，倒木整体与灌木及Ⅱ~Ⅴ腐烂等级倒木与灌木在0~50 m空间尺度上均无显著关联。不同灌木种群因对环境的适应性不同而具有不同的空间分布格局，灌木空间格局形成的生态过程及倒木对灌木空间分布的影响均具有复杂性。