谈分层抽样的分层因子问题

分层抽样的总体方差可分解为层内方差与层间方差,分层抽样设计的原则是尽量扩大层间方差,缩小层内方差。分层因子的选择应视抽样调查的目的等6个因子而定,三因素(树种组、龄组、郁闭度)分层与单因素(蓄积)分层的提出各有其历史及应用条件,笔者在多年的森林资源调查实践应用中体会到,蓄积分层比三因素分层效果好。文章还介绍了分层因子级距的确定及单因素分层抽样中先分层后抽样与先抽样后分层两种具体方案。     

基于林层哑变量的湖南栎类天然次生林断面积生长模型

【目的】基于栎类天然次生林林层分异现象,分析林层效应对林分断面积生长的影响,以林层效应为哑变量建立栎类天然次生林断面积生长模型,为更有效地经营管理湖南栎类天然林提供参考与依据。【方法】基于湖南省内设置的栎类固定样地51块,以调查的样地数据,从6个具有生物学意义的备选模型中选出一个最优基础模型。通过国际林联(IUFRO)的优势高划分、全树高聚类与光竞争高度法划分林层后,以最优模型分别对全林分及主林层、次林层断面积进行拟合,选出最优林层划分方法;根据林层划分结果,构建含林层效应哑变量的林层断面积生长模型。【结果】3种林层划分方法的划分结果均能满足国标(GBT 26424—2010)的要求;断面积生长模型的最优形式为Schumacher形式的模型,林分断面积模型的确定系数(R~2)为0.925 5,各林层断面积模型的确定系数(R~2)均在0.95以上,栎类林最优林层划分方法为国际林联(IUFRO)法,根据其划分结果构建的断面积生长模型的确定系数(R~2)为0.972 1,采用林层效应作为哑变量构建断面积模型有效提升了模型精度,与不分层的全林分断面积模型相比,确定系数(R~2)提高了4.94%,平均绝对误差(MAE)降低了10.23%,总相对误差(TRE)降低了1.19%。【结论】构建含林层效应哑变量模型解决了林层效应对断面积生长预估的影响,同时减少了建模工作量,提高了模型的精度与适用性,对栎类林的林分生长收获与经营管理具有重要意义。     

基于高清影像分层抽样技术在森林资源二类调查中的应用探索

在森林资源原有系统抽样基础上,利用高清影像,结合森林资源底图、经营档案等资料,对所有样地进行逐块判读,获取分层因子,确定各分层的类型和权重,按不同方案的样本量进行分层抽样,开展补充调查,统计不同方案的特征数,并进行对比分析。结果表明:采用高清影像分层抽样技术,可以大幅度减少调查样地数量,提高抽样精度,具有广泛的推广价值。     

基于遥感分层技术的平南县森林蓄积抽样调查方法研究

采用遥感数据辅助分层可解决分层抽样在大范围森林资源调查中分层面积不准确的缺点.以ALOS数据为基础,将平南县的森林资源分为A层（有林地、疏林地层）和B层（其它地类层）.在各层内机械预布设样地,比较预布样地缓冲区（角规控制检尺所能绕测到的最大范围）的SAVI值、DNN IR值及对明显地物的目视解译,确定各样地缓冲区的地类,A层样地数有578个,B层有978个.根据分层抽样各层所需样本数,在确定好地类的样地中,随机抽取各层所需样本数并调查其蓄积量.结果表明,抽样的估计精度为91.5%,全县森林蓄积量为5 900 186.7 m3.     

基于卫星遥感数据空中抽样的大尺度森林资源动态监测

为监测大尺度宏观性森林资源动态变化,以SPOT5和ALOS高空间分辨率卫星遥感数据为源数据,辅以相关调查资料,在GIS支持下,采用空中抽样的方法,在遥感图像上布设样地,通过目视判读方法确定样地的土地类型、优势树种(组)等,据此计算森林面积和构造土地类型转移矩阵。根据历史调查资料分析得到森林类型单位面积蓄积量,并以此来计算各类林木蓄积量,从而实现研究区域森林面积、蓄积的动态监测。应用结果表明,在具备高空间分辨率遥感数据以及历史调查资料较丰富的情况下,该方法具有工作量小、精度高,且易于进行动态分析的特点,不但适用于大尺度宏观性森林资源监测,也适用于中尺度(如县级行政区域)的森林资源动态宏观监测。     

茂兰喀斯特森林地上生物量林层格局及驱动因子

以茂兰国家级自然保护区内喀斯特森林作为研究对象,建立森林样地并使用异速生长方程计算森林木本植物的地上生物量,采用配对t检验和线性混合效应模型等统计方法,分析森林地上生物量的林层(上木层和下木层)分布格局及驱动因子(非生物因子和生物因子)。研究发现茂兰喀斯特森林地上生物量主要分布在上木层。非生物因子中,仅岩石裸露率对森林总体地上生物量产生了负向作用,分为不同林层后,进一步发现岩石裸露率仅对上木层地上生物量产生负向作用,而对下木层则无作用;还发现地形生境的重要作用,表现为山腰上木层地上生物量大于山顶的,而山顶下木层地上生物量则大于山腰的。生物因子中,仅植株密度对上木层和下木层地上生物量产生正向作用。结果表明:茂兰喀斯特森林地上生物量受到非生物和生物因子的共同调控;若仅分析森林总体地上生物量,则难以发现不同林层地上生物量分布格局及驱动因子的差异。本研究提示对喀斯特森林地上生物量及驱动因子进行分层分析的必要性,同时也为茂兰喀斯特森林后续的经营管理提供了一定的理论基础。     

落叶松落叶病预测预报技术的研究

我们通过对气象因子与落叶松落叶病发病关系的研究,和对入选的主要气象因子在各月份中作用的分析,将六七月份降水量、平均相对湿度和四五月份平均气温确定为病情测报因子。其当年值预测式为y=b_0+b_1x_1+b_2x_2……+b_(12)x_(12)(x_1、x_2……x_(12)为前1—12年测报因子观测值;b_0、b_1……b_(12)为相应回归系数);由23年全省历史资料建立的病情指数预测式为y=68.31-1.68x_1-0.5638x_2+0.36x_3(x_1、x_2、x_3分别为气温、湿度、降水预测值);全省发病面积预测式为y=(-0.13325+0.00533x)Sy(式中,x为病情指数预测值;Sy为全省幼龄落叶松人工林面积)。根据各地区发病面积比例系数和各地区轻、中、重发病面积的百分比,可预测各地区发病面积和轻、中、重发病面积。应防治面积为重、中级发病面积与20％轻病级面积之和。     

广西红锥天然林原生境自然因子调查分析

通过调查统计广西15个红锥(Castanopsis hystrix)天然林县市的气候和土壤因子,结果表明广西红锥天然林分布的地区属南亚热带季风气候区,以红锥天然林为主的森林是我国南亚热带季雨林化常绿阔叶林的代表类型;红锥天然林分布以赤红壤、红壤林地出现较多,土壤酸碱度为微酸性(pH 4.36~6.23)。根据对广西红锥天然林原生境生长发育的主要气象因子的分析结果,初步确定广西红锥的现实生态位宽度。     

多源数据林地类型的精细分类方法

【目的】探讨复杂中山区域、多源数据支持下,高空间分辨率遥感影像林地类型层次化精细分类方法,以促进高分辨率遥感数据在森林资源调查与监测方面的深入应用。【方法】以嘉陵江上游甘肃省小陇山林业实验局百花林场为研究区,以SPOT5和高分一号(GF-1)遥感影像为主要数据源,综合利用影像光谱特征、植被指数特征、纹理特征与时相特征、地形特征、森林资源"二类调查"成果数据与林相图等辅助信息,及典型地类与主要森林类型外业调查样本数据,发展针对暖温带典型天然次生林区、复杂山区地形条件下高空间分辨率遥感影像林地类型多层次信息提取与森林类型精细识别的有效方法。在分析不同时相影像光谱特征的基础上,构建并优选归一化植被指数(NDVI)、比值植被指数(RVI)、比值短波红外指数(RSI)、差值植被指数(DVI)4种植被指数特征和均值(ME)、同质性(HOM)、非相似性(DIS)、信息熵(ENT)、角二阶距(ASM)、相对峰值(RK)6种纹理特征,引入与主要森林类型空间分布相关的DEM高程值、坡度、坡向3个敏感地形因子,利用不同林地类型时相动态特征和辅助信息特征,在不同层次影像上分别采用适于该层待分信息类别的阈值法、支持向量机(SVM)、多分类器组合(MCC)、人工神经网络(ANN)分类方法,将各层分类结果合并获得整个研究区林地类型精细分类图。最后,采用分层随机抽样的独立检验样本对分类结果中7类林地类型进行精度验证,并对5类主要森林类型精细识别结果进行面积统计,与"二类调查"及影像解译结果各类型面积统计值进行对比分析,进一步从整体上检验分类方法的有效性和分类结果的可信度。【结果】本文所发展的分类方法对林地类型信息提取精度较高,有林地、其他林地、苗圃地等7类林地类型总体分类精度达92.28%,总Kappa系数为0.899 6;油松林、华山松林、日本落叶松林、栎类落叶阔叶林、其他落叶阔叶混交林5类主要森林类型面积统计结果的平均相对精度为92.4%。【结论】多源数据支持下的多层次林地类型精细分类方法是一种有效的林地类型信息精准监测方法,具有精度高和可信度高的优势,且森林类型精细识别详细程度达到优势树种(组)级别,是解决复杂山区林地类型精细分类与森林类型精细识别的一种有效手段,可满足森林资源调查、变化监测、数字更新等林业应用需求。     

成团分层双重抽样方案的设计

在毛主席革命路线指引下,我国林业调查事业欣欣向荣蓬勃发展。现在全国绝大部分省(市、区)都胜利完成了国家森林资源清查(简称“一类调查”)。有的省设置固定样地,建立了连续清查体系;有的省采用小班调查与抽样控制相结合的方法;有的省还开展了群众性林业规划工作。就全国来说,分层双重抽样方法是这次清查的基本方法,在运用中也取得了良好的效果。黑龙江省通过这次一类调查在全省范围内建立了连续清查体系,并用分层双重抽样方法清查了以县(局)为单位的森林蓄积和各类土地面积。我们大兴安岭地区地广、林密、人     

利用航空象片进行成图的分层抽样调查(方法三)

分层抽样是通过航空象片对调查对象分层,实测一定数量的样地,以各层平均蓄积估计总体蓄积的调查方法。这种方法的精度和效率都比较高,并能提供各森林类型面积和森林类型图。为此,本次试点以此方案的调查结果作为检验其他方案的基础。这次调查,要求以林业局为抽样总体,在可靠性95%的情况下,蓄积量调查精度达到90%,并提供森林类型分布图。由于外业前航空像片提供的晚,未能事先进行分层判读,为此,本次分层抽样调查是结     

滇中地区元江栲群落物种多样性及其关联因子

为准确掌握滇中地区元江栲群落的物种多样性水平及其与相关因子的关系，在设置典型样地调查的基础上，采用Margalef丰富度指数、Pielou均匀度指数、Shannon-Weiner多样性指数以及物种多样性综合指数测度元江栲群落的物种多样性水平，结合灰色关联分析法探究物种多样性水平与立地因子、林分因子以及林地干扰强度的关系。研究表明：1)元江栲群落物种组成较丰富，共涉及75科141属202种，以灌木层(含更新层)物种组成最为复杂，乔木层树种组成具有典型亚热带常绿阔叶林特征，不同区域物种组成及重要值差异明显。2)丰富度指数、多样性指数和均匀度指数均表现为灌木层(含更新层)最高，元江栲群落物种多样性整体呈中等水平，研究区内不同调查区域间物种多样性具有不同程度的差异。群落草本层和灌木层(含更新层)对群落物种多样性综合指数贡献率最大。3)物种多样性与立地因子、林分因子和林地干扰强度3个层面的6个因子间都表现出较强关联性，关联度大小排序为海拔>林地干扰强度>平均胸径>坡向>株数密度>坡度。通过研究，以期为滇中地区元江栲群落的修复和保育措施的制定提供依据。     

地形植被类型,坡度,海拔高度与大熊猫活动的关系

地形、植被类型、坡度和海拔高度是与大熊猫栖息地质量密切相关的因子。为弄清这些因子与大熊猫分布及活动的关系,作者通过参加1985～1988年四川省大熊猫及其栖息地综合调查和资料整理,进行了统计和分析,结果报告于后。 一.野外记录和统计方法 野外采用路线调查方法,记录发现大熊猫新鲜活动痕迹(主要是新鲜程度在1个月以内的粪便)所在地的地形、植被类型、坡度、海拔高度。地形分6类:即高原、主山脊、坡面、干沟和支沟;植被     

森林调查中基本的回归估测、比估测和双重抽样方法

现代森林调查中,引进了多种多样的数理统计方法。这些方法通过不同的条件、途径来提高抽样估测效率。分层抽样就是通过对所调查林区进行一系列分类来达到缩小变动、提高精度的目的。与此相同,回归估测、比估测和双重抽样则都是利用对林区中某些辅助调查因子的资料,并充分利用它们和估测因子(蓄积量)之间的回归关系来提高估测精度。但应明确指出,比估测、回归估测是两种相近的估测方法,而双重抽样则是一种具有两重样本的采样方法。众所周知,抽样调查是由采样和估测两个环节组成,分层抽样就是分层采样和分层估测的总称;如果条件具备,分层采样同样可以利用回归估测或多种方法的比估测来进行     

基于GIS的广州市森林火险评价及区划研究

该文以广州市森林为研究对象,选取并分析了可燃物类型、郁闭度、海拔、坡度、坡向和森林自然度6个林火影响因子,采用层次分析法确定各因子的权重,在GIS技术的支持下,利用广州市1:10000地形数据、林相图和地理信息图等调查资料,对广州市森林火险进行了分析与综合评价.研究结果表明,广州市森林各火险等级区面积比分别为一级区29...     

二、三类调查相结合,应用机械样地调查小班蓄积量

以数理统计为理论基础的抽样调查方法,已在一、二类调查中被广泛采用,在伐区调查中也正在总结推广.但就从二类调查来说,其成果多半是通过航空象片、地形图,又通过大量的外业调查而得的,因此,这类第一手材料是比较可靠的.然而,二类调查的蓄积量精度只落实到林班,其精度也仅是理论精度,过去二类调查资源数字在统计过程中,小班资源数字一般是层平均数,也有以林班抽样蓄积作控制,修正小班目测蓄积的.这与总体设计、伐区作业设计对资源数字应着重落实于小班(伐区)的要求有一定出入.所以,过去二类调查的资源部分只是为编制长远规划提供了依据,满足于计划部门使用,而在伐区调查时,由于两者调查的内容各有侧重,区划依据不一,往往要重复进行确定小班(伐区)面积调查蓄积量.     

林分生长率求算方法的改进

林分生长率是指某项调查因子的连年生长量与其原有总生长量的百分比,以材积为例,可定义为: P_v=Z_v/V×100％ (1) 它是预测森林生长量,进行林业区划、规划和确定合理森林采伐量的主要技术依据;也是掌握森林资源动态的主要指标;是森林调查中的一个重要测树因子。测定林分     

基于立地因子的杉木人工林断面积生长混合效应模型研究

基于湖南省150块杉木人工林样地数据,采用方差分析、回归分析、非线性混合效应模型、K-means聚类等方法,构建了含立地因子的杉木人工林断面积生长混合效应模型。结果显示:1)海拔(HB)、坡度(PD)、坡位(PW)、土壤厚度(TH)、土壤类型(TL)对林分断面积的生长具有显著影响,其显著性顺序为TLTHPDPWHB;2)在8种常用的理论生长方程中,Schumacher(M5)的确定系数最高(R~2=0.7636),被选为林分断面积生长模拟的基础模型;3)将不同立地因子组合的107个立地类型(ST)作为随机效应,构建了非线性混合效应模型,其确定系数(R~2)提高至0.895 1;4)将107个立地类型(ST)聚类为5个立地类型组(STG),进一步构建了杉木断面积生长混合效应模型,其确定系数(R~2)提高至0.920 2。研究表明:基于立地因子的非线性混合效应模型,客观解释了立地因子对杉木人工林断面积生长的影响,提高了林分断面积生长模型的模拟精度。     

森林结构调查中最适样方面积和数量的研究

以30块100 m×100 m的模拟样地为研究材料,从林木空间分布格局吻合率关系对模拟的小样方进行研究,并以1块100 m×100 m的实地调查样地为例,验证新确定样方的合理性和可行性;根据实际调查样地的调查时间来分析比较样方间的调查时间和成本,进而确定较优的样方面积和样方数.结果表明:(1)空间结构参数中的角尺度与抽取的样方面积大小和样方数量有关.随着样地面积的增大和样方数量的增加,所估计的林木空间结构均趋于稳定;(2)从林木空间格局来看,样方面积为10 m×10 m、15 m×15 m、20 m×20 m、25 m×25 m、30 m×30 m抽样数分别为42、23、12、9、4时,均能准确的表达林分的空间分布格局;(3)在考虑调查时间和成本时,样方面积为30 m×30 m、抽样数为4是林分空间结构调查时较适合样方调查面积和调查数.     

季风气候下林冠降雨初次分配特征及其主效驱动因子分析

运用调查统计和偏冗余方法分析中国温带至亚热带季风气候下的针、阔叶林冠层降雨初次分配特征,并对该生态过程的影响因子进行分析。结果表明:季风气候下,林冠降雨初次分配总体呈现平均透雨率>截留率>茎流率的趋势;不同林型、气候带的林冠降雨初次分配差异明显,林冠降雨平均截留率呈现温带>亚热带、针叶林>阔叶林的趋势。不同林型间(针叶和阔叶林)主效驱动因子相似,均以森林结构类因子为主,气候类因子居次;不同气候带间主效驱动因子不同,温带为气候类因子,亚热带为森林结构类因子。说明,大尺度下总体呈现气候类因子、森林结构类因子>地理地形类因子。研究结果可为评估和合理干预森林生态水文过程提供参考。