基于XGBoost的高分二号影像树种识别

树种分布是森林资源监测的一个重要指标,也是遥感影像在森林资源监测应用中的难点之一。基于国产高分二号卫星影像数据、森林资源二类调查数据、DEM数据,结合光谱、纹理、指数及地形因子等多种特征,比较支持向量机、随机森林和XGBoost等3种分类算法,根据分类精度选择最优算法(即XGBoost)进行特征筛选,对龙泉市的阔叶树、马尾松、杉木和毛竹等4种主要优势树种进行分类。结果表明:采用XGBoost分类模型的分类总精度为83.88%,Kappa系数0.78,较支持向量机和随机森林分类方法有明显提高。经特征选择后,虽未明显提高树种分类精度,但可以减少特征的冗余,为小样本数据下特征的选取降维提供了一定的参考。     

马尾松毛虫危害程度的高光谱监测方法

以受松毛虫不同危害程度的马尾松林分为研究对象,对在受到松毛虫危害时的马尾松冠层物理参数(单簇针叶体积、针叶长度、针叶中间直径)和马尾松林冠层高光谱光谱指数之间的关系进行分析,结果表明:(1)冠层的单簇针叶体积的变化可直接反应松毛虫的危害程度,单簇针叶体积越小虫害越严重,它的变化也引起了冠层光谱的各植被指数发生不同程度的变化,而其他冠层物理参数不能反应出松毛虫的危害程度。(2)从马尾松林冠层提取的高光谱遥感植被指数对虫害的不同程度的敏感性不同。增强型植被指数(EVI)、绿波段叶绿素指数(Red/Green)和归一化指标指数(NDVI)在虫害发生的中期与晚期有显著变化,但具有饱和现象,不能用来对马尾松林分受松毛虫虫害时进行早期监测;而红边波段叶绿素指数(CI_(rededge))、比值植被指数(RVI_(550))、比值植被指数(RVI_(700))、绿波段归一化植被指数(gNDVI)、差值植被指数(DVI)和结构不敏感色素指数(SPID)在虫害发生的整个时间范围内都有很明显的变化,不会达到饱和,可以在虫害发生的早期就进行监测。     

SPOT-5遥感影像自身融合在马尾松毛虫害信息提取中的应用

以福建沙县作为研究区,在阐述遥感图像融合原理的基础上,以SPOT-5全色与多光谱影像为数据源,应用IHS变换、PCA融合、Brovey变换、乘积变换和HPF融合等5种比较常用的融合方法,从提高空间分辨率和保持原始图像光谱信息及虫害信息提取的角度进行了分析评价,探讨最适合于利用SPOT-5图像进行马尾松毛虫害信息提取的融合方法。研究结果表明:各种融合方法中,HPF融合方法效果最好。     

基于多光谱遥感数据的植被信息最佳波段组合研究

信息分析对于应用遥感技术提取植被信息具有重要意义。基于遥感和GIS软件平台,采用植被光谱特征、OIF指数、信息熵、联合熵等指标,结合Landsat-TM卫星各个波段用途,可以确定植被信息提取的最佳波段组合。该组合在晋江市植被信息提取试验中取得较好的效果。     

基于高分二号遥感数据的森林自然度等级划分

以地面样点为基础的森林自然度评价方法很难获得区域范围森林自然度等级,针对该问题,提出了利用高分遥感卫星影像数据,划分区域范围森林自然度等级的方法。以湖北竹山县九华山林场为试验区域,在选取研究区典型样地的基础上,结合高分二号(GF-2)遥感影像数据的特点,从GF-2影像上提取遥感光谱、纹理等特征并结合地形特征,采用随机森林算法在大尺度范围对九华山林场森林自然度等级进行分类研究。结果发现:以GF-2数据为基础提取的植被指数、光谱、纹理等特征与地形特征结合,采用随机森林算法可较好地划分森林自然度等级,总体分类精度高达93.97%,Kappa系数为0.91。对森林自然度等级影响最重要的6个特征因子为高程、坡向、坡度、纹理均值、光谱主成分变化分量和归一化植被指数(NDVI)。结果表明,基于遥感影像提取的特征和地形特征结合进行森林自然度等级划分的研究方法具有可行性,为大面积区域的森林自然度等级划分奠定基础。     

若尔盖高寒沼泽植被生物量遥感估算研究

采用若尔盖高寒沼泽2011—2012年TM5遥感数据和同期野外调查获得的32个样地湿地植被生物量数据,分析了遥感影像光谱特征、纹理特征以及地形特征与实测样点地上、地下和总生物量的相关关系并建立多元逐步回归模型,进而计算生物量,结果表明:草本沼泽植被生物量与地形因子和纹理特征的相关性不强,与遥感影像及其植被指数等自变量有显著的相关关系。若尔盖高寒沼泽的植被地上、地下、总生物量分别为367.05,3 680.36,4 048.01g/m2。随着地表水分的减少,生物量呈现先增加后减少的趋势。     

基于SPOT-7影像的马尾松生物量估测模型研究

森林生物量的定量估算为全球碳储量循环及气候变化研究提供了重要的参考依据。以肇庆市马尾松生物量为研究对象,基于SPOT-7影像数据,提取出单波段、波段比值、纹理特征、地形等因子并进行优选,对优选后的变量因子进行分组,生成光谱特征、纹理特征、光谱和纹理特征相结合的3种自变量集,采用偏最小二乘回归法和3种自变量集构建马尾松生物量估测模型并进行优选。结果显示:基于光谱特征构建的马尾松生物量估测模型的决定系数R2为0.81,均方根误差为15.30 t/hm2,误差平均值为-5.65 t/hm2,总预报偏差的相对误差为9.30%;基于纹理特征构建的马尾松生物量估测模型的决定系数R2为0.84,均方根误差为15.69 t/hm2,误差平均值为-4.73 t/hm2,总预报偏差的相对误差为7.78%;基于光谱和纹理特征相结合构建的马尾松生物量估测模型的决定系数R2为0.83,均方根误差为15.24 t/hm2,误差平均值为-5.27 t/hm2,总预报偏差的相对误差为8.67%。由此可知,基于纹理特征构建的马尾松生物量模型要好于其他两种方法,估算精度更高。     

基于GF-2号遥感影像的天山云杉林郁闭度估测研究

森林郁闭度作为林业综合评价的一个重要指标,对评价和监测森林生态系统的稳定性具有十分重要的意义。本研究通过提取GF-2号遥感影像的光谱信息、纹理特征因子和地形因子,结合地面样方的实测郁闭度数据,为了筛选出对郁闭度反演影响较大的因子和构建反演精度较高的估测模型,首先对各个因子与郁闭度之间的相关性进行分析,剔除相关性较低的因子;其次对各个纹理特征因子之间进行相关性分析,利用主成分法对各个波段的纹理特征因子进行分析,最终筛选出合理的纹理特征因子与影像的光谱信息、地形因子等特征,并以此作为自变量构建郁闭度估测的逐步回归模型。研究表明:以纹理特征+光谱信息+地形因子为自变量构建的估测模型拟合度为0.823,经精度检验EA%达到89.82%。总体来看,该模型基本上满足了郁闭度反演的需要,为新疆天山云杉森林生态系统的评估和实现精准数字林业提供理论依据和技术支撑。     

辽西地区油松毛虫遥感监测的研究

以辽宁省西部地区油松林为例,根据当地物候特征和油松毛虫的生物学特性,选取了不同时相的三期TM影像,进行了松毛虫灾害前后油松林受害程度的调查。结合G IS专题信息图,比较分析了油松毛虫灾害前后油松林的生长特征和光谱特征,计算出7种植被指数和TM4在松毛虫害发生后油松的光谱值,得出TM4、TM4/TM3、TM(4-3)/TM(4+3)是监测松毛虫害的特征指数。根据雷莉萍等(1995)构建的遥感监测模式,建立了油松毛虫遥感监测模型,经现地检验,平均精度达到85.67%。     

基于资源三号影像的森林蓄积量估测遥感因子选择

以内蒙古旺业甸林场为研究区域,以资源三号(ZY-3)卫星遥感图像为数据源,通过对影像进行处理,获取对应样地的波段光谱值、光谱组合值及地形因子信息等遥感因子。基于对各遥感因子的信息量分析、多重相关性危害分析及应用残差平方和的方法对遥感因子进行筛选,实验结果表明:ZY-3影像提取的12个遥感因子中,单波段因子中ZY3的信息量最大,波段组合中ZY(2-3)/ZY4的信息量最大,地形因子中高程的信息量最大,ZY-3的波段、波段组合和地形因子间存在多重相关性,去掉ZY(2-3)/(2+3)和坡度因子后,多重相关性的危害大大降低,可以满足进一步建立蓄积量遥感反演模型要求。     

中红杨离体叶片植株再生体系建立

以中红杨组培苗的叶片为试验材料,研究了基本培养基、植物生长调节物质浓度、外源添加物和光照条件对离体叶片不定芽再生的影响,并获得了完整的再生植株。结果表明:1)最适基本培养基为MS,最佳植物生长调节剂和外源添加物的组合为0.5 mg·L^-1 6-BA+0.2 mg·L^-1 NAA+30 g·L^-1蔗糖;2)暗培养有利于愈伤组织诱导,光照16 h·d^-1有利于不定芽的诱导,不定芽形成率可达83.3%;3)将叶片再生植株转接到MS+0.2 mg·L^-1 6-BA+0.1 mg·L^-1 NAA培养基中壮苗培养,在1/2 MS+0.2 mg·L^-1 IBA+20 g·L^-1蔗糖+6.5 g·L^-1琼脂培养基诱导生根,生根率96.4%,生根苗大田移栽成活率86.8%。     

中国树木文化研究进展

对我国近年来有关树木文化的概念、文化属性、树木崇拜与宗教、树木美学、古树名木、栽培制度等方面的研究文献进行系统的梳理和综述,提出存在的问题并展望了树木文化研究趋势,旨在揭示树木文化的内涵,为不同树种的文化层面研究提供参考。     

套种豆科植物对尾巨桉人工林生长的影响

为探讨套种对尾巨桉人工林及林下植被生长的影响,于2011—2014年在福建省漳州市华安县西陂国有林场开展尾巨桉人工林林下套种(扁豆、乌绿豆×印度豇豆)试验。结果表明:套种豆科植物可促进尾巨桉人工林林分生长,生长量大小依次表现为:套种乌绿豆×印度豇豆>套种扁豆>对照。套种后3 a,套种乌绿豆×印度豇豆、套种扁豆的尾巨桉林分树高、胸径、材积均显著高于对照,分别比对照提高23.10%、20.35%,8.97%、5.08%,49.32%、36.32%;套种豆科植物的林下植被种类、丰富度均优于对照,其中套种扁豆处理在增加林下植被种类上有较大优势。表明尾巨桉人工林下套种乌绿豆×印度豇豆、套种扁豆既对尾巨桉人工林林分生长有促进作用,又有利于保护林地植物多样性。     

褐腐对木材电阻的影响

为探究褐腐对木材电阻的影响,以落叶松为研究对象,用褐腐菌对木材试件进行了接种感染,然后测试了腐朽试件的电阻,观察了腐朽样品的微观结构和金属离子浓度,并分析了试件样品的主要化学成分。结果表明:1)褐腐后,木材电阻变化显著,特别是腐朽的初期;2)腐朽程度Es与电阻变化率Ed呈对数曲线关系,曲线回归模型中电阻变化率Ed和质量损失率Es高度相关(R=0.81,P <0.01);3)微观结构中,褐腐后菌丝渐渐生长至密集,木材试件的金属元素含量和各种金属元素浓度总体上都是呈现上升的趋势;4)相关分析表明,腐朽后木材电阻和离子浓度呈显著正相关关系,而与相对结晶度之间不存在显著的相关关系,说明褐腐后电阻变化的主要原因是由于金属元素的含量变化引起的。     

南亚热带海岸沙地不同林分土壤微生物功能多样性及影响因素

以福建省东山县海岸沙地4种人工林分(木麻黄Casuarina equisetifolia、卷荚相思Acacia crassicarpa、湿地松Pinus elliottii、尾巨桉Eucalyptus grandis×E. urophylla及天然次生林Secondary Forest)为研究对象,采用Biolog-eco微平板法研究了南亚热带海岸沙地表层(0～10 cm)土壤微生物碳源代谢活性及多样性特征,分析了不同树种土壤微生物功能多样性、土壤理化性质影响的差异及相关性。结表果明:1)不同林分对土理化性质的影响存在显著差异(P <0.05),与人工林分相比,天然次生林土壤有效磷、全碳、速效钾含量及阳离子交换量均较高,而4种人工林分之间差异不明显;2)主成分分析(PCA)表明,与人工林分相比,天然次生林有较独特的碳源利用方式和较高的活性;碳水化合物类、氨基酸类、胺类是滨海沙土微生物利用的主要碳源;3)土壤微生物功能指数与土壤pH、有效磷、有机碳含量显著正相关,较低的有机碳、有效磷含量可能是限制滨海沙土微生物功能发挥的关键制约因素。4)在防护林更新改造过程中可通过套种乡土阔叶树种、增施磷肥等措施,调节土壤pH值,提高土壤有机碳及有效磷含量,增强土壤微生物活性,从而促进沙土质量的持续改良。     

生态学价值视角下的城市河流绿道宽度研究进展

城市河流绿道作为河流廊道在城市生态保护方面发挥重要作用,而设置合理的绿道宽度能使河流绿道的生态价值更加凸显,是城市河流生态建设中的重要一环。文章从保土控污、生物保护和改善微气候3方面就绿道宽度对河流生态功能的影响进行综述,总结当前研究中存在的问题并提出建议,以期为城市河流绿道在城市生态环境层面的规划提供参考。     

武平县发展全域森林康养产业的SWOT分析

在对大健康理念进行解读的基础上,指出在"健康中国"战略背景下发展森林康养的广阔前景。通过对武平县的森林康养现状条件进行SWOT分析,得出武平县具备发展全域森林康养产业的可行性结论;同时根据武平县的基本情况,提出森林康养产业发展策略。     

日本红枫‘青龙’组织培养与快速繁殖

以青龙半木质化枝条为外植体,采用丛生芽诱导途径,建立起组培快繁体系。结果表明:最佳启动培养基为WPM+0.05mg/LTDZ+30g/L蔗糖+6.5g/L琼脂,启动率为96.1%;最佳增殖培养基为WPM+0.06mg/LTDZ+0.3mg/LIBA+6.5g/L琼脂+30g/L蔗糖,继代周期30d,增殖系数高达4.8;最佳生根培养基为1/2WPM+0.3mg/LNAA+6.5g/L琼脂+30g/L蔗糖,培养30d,其生根率达96.7%。炼苗后,移栽到珍珠岩∶蛭石∶泥炭土体积比为1∶1∶1的混合基质中,成活率达到90%以上。     

多规格木板自动码垛机控制系统设计与实现

为了实现对一种错位双链木板循环输送码垛机结构的多传动系统协调控制,以提高木板的码垛效率,满足多规格木板码垛需求,设计了一种多输入多输出的木板码垛柔性控制系统。基于分模块控制系统设计理论,以PLC及扩展接口为核心,多激光传感器和触点开关为反馈信息输入,协调控制不同传动系统的多个电机,以实现木板的输送、规整和码垛。通过样机的试验,所设计的控制系统功能完整、性能稳定,自动化木板码垛比人工码垛效率高、效果好。