结合修正后的全球生态系统动态调查冠层高度的森林地上生物量模型优化——以福建省为例 被引量：1

1

作者 田国帅 周小成 +4 位作者 郝优壮 谭芳林 王永荣 吴善群 林华章 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第16期7264-7277,共14页

森林地上生物量(Above Ground Biomass,AGB)是衡量森林生态系统碳存储、能量流动和生物多样性的关键指标,对于气候变化研究和森林资源管理至关重要。福建省地处多云多雨的亚热带,地形和森林类型复杂,森林地上生物量估算难度大。为提升... 森林地上生物量(Above Ground Biomass,AGB)是衡量森林生态系统碳存储、能量流动和生物多样性的关键指标,对于气候变化研究和森林资源管理至关重要。福建省地处多云多雨的亚热带,地形和森林类型复杂,森林地上生物量估算难度大。为提升森林地上生物量估算效果,将最新星载激光雷达数据全球生态系统动态调查(GEDI)、Landsat以及Sentinel系列卫星等多源遥感数据进行集成和综合利用,通过Landsat影像计算的林龄对GEDI_V27冠层高度产品进行优化,结合优化后的MGEDI_V27冠层高度产品,建立传统遥感特征结合冠层高度的极端梯度提升模型(XGBoost)生物量反演模型,实现了福建省森林地上生物量的有效估算与制图。研究结果表明:(1)通过林龄优化后的GEDI冠层高度精度评价结果为R^(2)=0.67,RMSE=2.24m;(2)通过递归特征消除算法对三种森林类型进行特征优选,得到10个遥感特征,其中,三种森林类型最重要的遥感特征均为森林冠层高度,并且对比评价了在包含传统遥感特征因子的情况下有无冠层高度对于模型精度的影响,结果表明,在冠层高度因子参加特征构建时,森林AGB回归分析的精度明显提高,证实了冠层高度在生物量估算中具有显著的重要性;(3)研究得到的福建省森林AGB范围为0.001—363.331Mg/hm^(2),整体精度评价结果为R^(2)=0.75,RMSE=17.34Mg/hm^(2),2020年全省AGB总量为8.22亿Mg,平均值为101.24Mg/hm^(2)。通过优化GEDI中的森林冠层高度,并且结合传统遥感特征,可以实现对福建省森林地上生物量的精确估算和监测,研究成果有助于区域森林碳汇的评估。 展开更多

关键词 遥感 全球生态系统动态调查(GEDI) 冠层高度 森林类型 极端梯度提升模型(XGBoost)回归 森林地上生物量

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滇西北森林郁闭度估测模型——基于全球生态系统动力学调查多波束激光雷达数据 被引量：3

2

作者 周文武 舒清态 +6 位作者 胥丽 杨正道 高应群 吴再昆 夏翠芬 顾纯僖 李华 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期3525-3539,共15页

探究全球生态系统动力学调查(GEDI)多波束激光雷达数据估测区域森林郁闭度(FCC)的潜力,对于评估森林生态系统状态和林分环境具有重要作用。选取滇西北典型生态脆弱区香格里拉为研究区,以GEDI波形数据为信息源,提取46245个有林地光斑参数... 探究全球生态系统动力学调查(GEDI)多波束激光雷达数据估测区域森林郁闭度(FCC)的潜力,对于评估森林生态系统状态和林分环境具有重要作用。选取滇西北典型生态脆弱区香格里拉为研究区,以GEDI波形数据为信息源,提取46245个有林地光斑参数,使用经验贝叶斯克里金法(EBK)获取光斑参数在研究区未知空间的连续分布,结合54块实测样地数据,采用支持向量机的递归特征消除法(SVM⁃RFE)、随机森林(RF)和Pearson分析分别优选特征变量,基于贝叶斯优化(BO)随机森林回归模型(BO⁃RFR)、贝叶斯优化梯度回归模型(BO⁃GBRT)和偏最小二乘法(PLSR)研建森林郁闭度最佳估测模型。结果表明:(1)EBK法预测精度高,估测结果可靠,R2:0.20—0.92,RMSE:0.004—2812.912,MAE:0.003—1996.258,MRE:0.007—4.423;(2)基于不同特征优选方法筛选的特征变量和数量略有差异,SVM⁃RFE法优选出6个参数(cover、pai、sensitivity、rv_a1、rv_a4、rg_a4)的平均交叉验证精度达0.84,RF法以贡献度5%为阈值筛选出5个参数(cover、pai、pgap_theta_error、modis_treecover、modis_nonvegetated),Pearson法以相关性大于0.3且在0.01水平显著优选出5个参数(cover、pai、rv_a5、rg_a5、pgap_theta_error);(3)不同特征变量优选方法筛选的建模参数研建估测模型精度差异性较大,以SVM⁃RFE和RF方法优选参数构建估测模型的精度更佳,SVM⁃RFE方法优选参数研建估测模型精度变化相对稳定,以RF方法中的BO⁃GBRT模型为最佳FCC估测模型(R2=0.85、RMSE=0.069,P=86.5%);(4)采用BO⁃GBRT模型估测研究区森林郁闭度和空间制图,与GEDI pai参数预测的FCC具有较高空间相关性达0.53,FCC均值分别为0.58、0.61,主要分布在0.4—0.7,分别占比65.45%、51.79%。研究区森林郁闭度主要处于中度郁闭,北部区域主要为高度郁闭区,与研究区植被覆盖度的空间分布具有一致性,说明使用GEDI数据估测森林郁闭度的方法具有可行性、结果具有可靠性。研究为使用GEDI数据高效、及时、低成本估测大空间尺度的森林水平结构参数的相关研究奠定了基础。 展开更多

关键词 全球生态系统动力学调查(GEDI) 贝叶斯优化算法 机器学习 特征变量优选 经验贝叶斯克里金 大空间尺度

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陆地生态系统模型及其与气候模式耦合的回顾 被引量：10

3

作者 毛嘉富 王斌 戴永久 《气候与环境研究》 CSCD 北大核心 2006年第6期763-771,共9页

陆地生态系统和气候系统通过能量通量、水汽通量、物质交换相互影响、作用。作者对陆地生态系统模型及其与气候模式耦合的研究进行综述和讨论,总结了当代5类主要全球陆地生态系统模型,即生物地理模型、生物地球化学模型、森林林窗模型... 陆地生态系统和气候系统通过能量通量、水汽通量、物质交换相互影响、作用。作者对陆地生态系统模型及其与气候模式耦合的研究进行综述和讨论,总结了当代5类主要全球陆地生态系统模型,即生物地理模型、生物地球化学模型、森林林窗模型、陆面生物圈模型和动态全球植被模型,以及它们与气候模式耦合的研究进展。阐述了动态全球植被模型及其与气候模式耦合研究在全球变化研究的重要作用。最后,对未来模拟研究的方向进行了分析。 展开更多

关键词 陆地生态系统模型 气候系统模式 耦合 动态全球植被模型

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基于MODIS的杭州湾南岸农业生态系统NDVI季节变化特征研究 被引量：14

4

作者 李加林 刘闯 《地理与地理信息科学》 CSSCI CSCD 北大核心 2005年第3期30-34,共5页

NDVI是表征植物生长动态的重要指标,不同植物具有不同的NDVI变化曲线。植物生长过程中NDVI值逐渐增大,在生育期的某一阶段达到最大值后又逐渐减小。MODIS-NDVI数据因具有较高的时间分辨率,可用于农业生态系统NDVI变化研究。该文运用野... NDVI是表征植物生长动态的重要指标,不同植物具有不同的NDVI变化曲线。植物生长过程中NDVI值逐渐增大,在生育期的某一阶段达到最大值后又逐渐减小。MODIS-NDVI数据因具有较高的时间分辨率,可用于农业生态系统NDVI变化研究。该文运用野外调查资料和2002年MODIS-NDVI16d合成的23个时序的遥感数据,对杭州湾南岸农业生态系统不同种植制度的NDVI变化特征进行分析。结果表明,不同种植制度的NDVI曲线有其特定的变化规律,NDVI特征模型可用于农业生态系统种植制度分析,并为遥感估产提供基础数据。 展开更多

关键词 农业生态系统 杭州湾 MODIS 特征研究 季节变化 南岸 NDVI变化 种植制度 时间分辨率 2002年 生长动态 变化曲线 生长过程 调查资料 遥感数据 变化特征 变化规律 制度分析 特征模型 基础数据 遥感估产 植物 最大值 生育期

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联合UAV-LiDAR和GEDI数据的区域森林地上生物量估算

5

作者 熊晓燕 李彩霞 +4 位作者 柴国奇 陈龙 贾翔 雷令婷 张晓丽 《林业科学》 北大核心 2025年第8期142-153,共12页

【目的】结合无人机激光雷达(UAV-LiDAR)和全球生态系统动态调查(GEDI)数据,构建“样地-局部-区域”估算框架估算高峰林场森林地上生物量(AGB),为森林碳储量监测提供新路径。【方法】以林场内样地实测数据为基础,评估多元线性回归(MLR)... 【目的】结合无人机激光雷达(UAV-LiDAR)和全球生态系统动态调查(GEDI)数据,构建“样地-局部-区域”估算框架估算高峰林场森林地上生物量(AGB),为森林碳储量监测提供新路径。【方法】以林场内样地实测数据为基础,评估多元线性回归(MLR)、随机森林(RF)和支持向量回归(SVR)3种模型在估算UAV-LiDAR区域AGB中的性能。为扩增区域尺度样本数量,利用GEDI光斑处的UAV-LiDAR区域AGB,结合筛选的GEDI光斑关键特征,构建光斑尺度AGB估算模型,预测林场内的光斑AGB。联合UAV-LiDAR局部AGB与光斑AGB,采用经验贝叶斯克里金(EBK)法实现森林AGB空间插值;对关键光斑特征进行EBK插值,并结合UAV-LiDAR估算的AGB构建模型,实现AGB空间分布反演。【结果】与MLR和SVR模型相比,RF模型在估算UAV-LiDAR区域2 AGB中表现更优异,R高达0.95,RMSE为9.96 Mg∙hm^(-2),rRMSE为9.79%。利用RF估算的光斑AGB与UAV-LiDAR 2区域AGB的拟合较好,R为0.93,RMSE为5.93 Mg∙hm^(-2),rRMSE为5.84%。采用UAV-LiDAR局部AGB和光斑AGB 2协同插值的预测精度R为0.78,RMSE为22.30 Mg∙hm^(-2),MAE为16.99 Mg∙hm^(-2)。与基于插值关键特征(fhd、rh96、cover、pt4和pai)的AGB反演结果相比,获得的研究区AGB空间范围更合理(49.26~193.27 Mg∙hm^(-2))。【结论】以“样地-局部-区域”AGB估算框架为基础,并采用随机森林算法和空间插值法,有效结合UAV-LiDAR和GEDI数据,克服了实测样地数量有限和遥感数据空间不连续的问题,验证了光斑样本在森林区域AGB估算中的可行性,实现了高峰林场AGB估算,为森林碳储量评估和可持续管理提供了数据支撑。 展开更多

关键词 无人机激光雷达 全球生态系统动态调查 随机森林 森林地上生物量 经验贝叶斯克里金法

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2000—2014年辽宁省植被动态演变特征分析 被引量：8

6

作者 曹永强 李晓瑞 张亮亮 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2017年第11期48-56,共9页

基于MODIS-NDVI数据,辅以线性回归法与分段线性回归法,并借助Arc GIS软件,对辽宁省2000—2014年植被覆盖的动态演变过程进行分析。结果表明:(1)时间上,辽宁省植被NDVI在年际尺度上呈现出明显的增大趋势,2005年出现突变,多年平均NDVI值为... 基于MODIS-NDVI数据,辅以线性回归法与分段线性回归法,并借助Arc GIS软件,对辽宁省2000—2014年植被覆盖的动态演变过程进行分析。结果表明:(1)时间上,辽宁省植被NDVI在年际尺度上呈现出明显的增大趋势,2005年出现突变,多年平均NDVI值为0.496;春季、夏季、秋季以及植被生长季NDVI突变年份分别为2006年、2005年、2009年和2004年,秋季波动变化的突变点明显滞后;植被生长最旺盛的季节为夏季,且集中于8月。(2)空间上,辽宁省植被覆盖具有明显的地域性差异,呈现出东部高、中西部低的分布特征;辽宁省植被覆盖优良区与辽东山地的界限基本吻合,植被覆盖贫乏区主要集中在朝阳市和阜新市的东北部地区。(3)辽宁省植被覆盖程度呈山地阴坡高于阳坡的形态,并且植被覆盖程度最好的坡向为北偏西方向。(4)2000—2014年辽宁省植被覆盖度整体以维持现状和轻微改善为主,保持不变的区域集中于中东部地区,辽阳市与沈阳市一带有轻微退化现象,辽西北地区改善情况较为明显。 展开更多

关键词 NDVI 植被覆盖 动态演变 辽宁省 全球气候变化 陆地生态系统 生态安全

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1957-2018年海南尖峰岭热带半落叶季雨林气象数据月动态数据集 被引量：2

7

作者 王璐颖 张春生 +3 位作者 林明献 周璋 李意德 陈德祥 《中国科学数据（中英文网络版）》 CSCD 2021年第2期234-241,共8页

世界热带森林复杂多样,热带森林生态系统是对气候变化的响应与适应研究中难度最大和了解最不透彻的陆地生态系统之一。海南尖峰岭森林生态系统国家野外科学观测研究站(简称“尖峰岭生态站”)是我国地理上分布最南端、最早开始森林生态... 世界热带森林复杂多样,热带森林生态系统是对气候变化的响应与适应研究中难度最大和了解最不透彻的陆地生态系统之一。海南尖峰岭森林生态系统国家野外科学观测研究站(简称“尖峰岭生态站”)是我国地理上分布最南端、最早开始森林生态系统研究的森林生态系统类型定位研究站。本文将尖峰岭生态站热带半落叶季雨林区内气象观测场1957-2018年共62年间连续采集的气温、水汽压、相对湿度、降水量、蒸发量、平均风速、日照等原始数据,经过数据处理、质量控制和评估,以月为尺度公开,以期为全球气候变化背景下热带森林生态系统结构与功能的动态变化、响应与适应研究,以及热带森林资源的可持续经营、管理与利用,生态系统的保护等方面提供气象数据方面的基础支撑。 展开更多

关键词 热带半落叶季雨林 全球气候变化 森林生态系统 气象数据 长期动态

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DICE/RICE模型中碳循环模块的比较 被引量：5

8

作者 吴静 朱潜挺 +1 位作者 刘昌新 王铮 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第22期6734-6744,共11页

碳循环模型的正确构建是影响综合集成评估模型IAM(Integrated Assessment Model)模拟结果的重要因素之一。DICE/RICE模型中的碳循环模型主要有两个,即Nordhaus单层碳库模型和Nordhaus三层碳库模型,但这两个模型的主要缺陷是不考虑陆地... 碳循环模型的正确构建是影响综合集成评估模型IAM(Integrated Assessment Model)模拟结果的重要因素之一。DICE/RICE模型中的碳循环模型主要有两个,即Nordhaus单层碳库模型和Nordhaus三层碳库模型,但这两个模型的主要缺陷是不考虑陆地生态系统在碳循环中的贡献,因此,引入了包含陆地生态系统的Svirezhev碳循环模型,并将其与Nordhaus单层碳库模型、Nordhaus三层碳库模型展开比较研究。结果表明,在基于历史数据的模型检验中,Svirezhev碳循环模型对全球二氧化碳浓度模拟的准确度优于其他两个模型。对于未来全球气候变化的模拟,3个模型模拟得到了至2100年的温度预测值分别为2.98,3.54,2.91℃,二氧化碳浓度值分别为608.04,733.04,594.70μL/L。其中,Svirezhev碳循环模型的模拟值在3个模型中最低,表明了陆地生态系统和海洋对二氧化碳的吸收作用对抑制全球升温的贡献;而分析也发现Nordhaus三层碳库模型对陆地生态系统和海洋碳库的模拟与实际观测值偏离较大。最后,通过敏感性分析,研究发现DICE/RICE模型中使用的气候响应模块在短期温度模拟中对地表温度的初值较为敏感,在长期温度模拟中敏感度显著下降。总之,从碳循环机制的模拟性能而言,Svirezhev碳循环模型优于其他两个模型,而Nordhaus单层碳库模型虽然机制较为简单却保证了模拟的准确性,但Nordhaus三层碳库模型虽然丰富了碳库的表征,实际上各碳库的模拟准确性差,降低了模型的可靠性。 展开更多

关键词 IAM 碳循环 陆地生态系统 碳库 全球气候和经济动态模型(DICE) 区域气候和经济动态模型(RICE)

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“3S”技术在森林资源中的应用 被引量：6

9

作者 王雪 郑宗友 +1 位作者 崔志新 黄剑波 《河南林业科技》 2004年第1期46-48,共3页

本文对近年来"3S"技术在森林资源中的应用加以总结,进而分析其在森林资源中的应用优势和目前存在的问题,对未来"3S"技术在森林资源中应用的发展方向提出意见和建议。

关键词 “3S”技术 森林资源 GIS RS GPS 地理信息系统 遥感技术 全球卫星定位系统 资源调查 资源动态监测 森林火灾监测

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3S技术及其在林业上的应用 被引量：7

10

作者 刘惠明 林中大 《广东林业科技》 2002年第2期44-47,共4页

随着社会经济的发展 ,传统的森林资源调查方法因存在许多局限性而难以满足现代林业发展的需要。 3S技术的发展与应用 ,一方面可以弥补传统调查方法的不足 ;另一方面作为一项新技术手段 ,在森林资源监测、野生动物调查、植被调查、病虫... 随着社会经济的发展 ,传统的森林资源调查方法因存在许多局限性而难以满足现代林业发展的需要。 3S技术的发展与应用 ,一方面可以弥补传统调查方法的不足 ;另一方面作为一项新技术手段 ,在森林资源监测、野生动物调查、植被调查、病虫害预报、林火信息管理。 展开更多

关键词 3S技术 遥感 地理信息系统 全球定位系统 林业 动态监测 森林资源调查

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内蒙古草原资源及可持续利用对策 被引量：10

11

作者 邢旗 乌兰巴特尔 +1 位作者 黄国安 高娃 《内蒙古草业》 2005年第2期4-6,共3页

草原资源在气候及人为因素干扰下处于动态变化之中,及时掌握草原资源现状及其变化,对草地合理利用及草原保护建设有着十分重要的意义。自2 0 0 1～2 0 0 3年内蒙古草原勘察设计院利用遥感、地理信息系统、全球定位系统,结合地面调查方法... 草原资源在气候及人为因素干扰下处于动态变化之中,及时掌握草原资源现状及其变化,对草地合理利用及草原保护建设有着十分重要的意义。自2 0 0 1～2 0 0 3年内蒙古草原勘察设计院利用遥感、地理信息系统、全球定位系统,结合地面调查方法,摸清了内蒙古草原资源现状及生产力。目前拥有草原总面积为74 91 85万hm2 ,其中可利用草原面积6 2 93 13万hm2 。与上世纪80年代相比全区草原面积减少了388 6 0万hm2 ,变化率为- 4 .93% ;与6 0年代草原面积相比,近4 0年草原面积减少了10 0 3 4 3万hm2 ,变化率为- 11. 81%。在摸清草原资源的基础上,建立了草原资源信息数据库,实行动态管理。以此提出了草原资源可持续利用对策,必须坚持“全面规划,依法保护,重点建设,合理利用”的原则,通过重点建设带动全面保护,通过全面保护巩固建设成果,并采用现代化遥感手段进行实时监测,为各级主管部门宏观决策提供科学依据。 展开更多

关键词 草原资源 利用对策 可持续 内蒙古草原 地理信息系统 全球定位系统 资源现状 合理利用 重点建设 勘察设计院 2003年 信息数据库 动态变化 人为因素 保护建设 调查方法 80年代 60年代 动态管理 依法保护 建设成果 实时监测

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基于GIS连续种植模式下粤北红壤有机质变异特征研究——以乳源县桂头镇为例

12

作者 张宇鹏 肖素芬 +3 位作者 林昌华 陈晓远 高琳 唐梁博 《世界热带农业信息》 2020年第7期17-20,共4页

土壤有机质是土壤生态系统的重要组成部分[1],土壤有机质含量是估算土壤含碳量、评价土壤质量的重要指标,不同区域的土壤有机质存在异质性[2]。研究土壤性质空间变化及空间分布特点对土壤制图、土壤调查和土地利用动态监测具有重要意义... 土壤有机质是土壤生态系统的重要组成部分[1],土壤有机质含量是估算土壤含碳量、评价土壤质量的重要指标,不同区域的土壤有机质存在异质性[2]。研究土壤性质空间变化及空间分布特点对土壤制图、土壤调查和土地利用动态监测具有重要意义。对影响土壤有机质空间分布的主控因素进行探讨,进一步研究土壤有机质空间分布特征可为农业生产、生态修复等问题提供参考[3]。 展开更多

关键词 土壤有机质含量 土壤制图 土壤调查 土壤生态系统 种植模式 土地利用动态监测 土壤性质 变异特征

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什么是亚健康

13

作者 罗丹青 《农业知识》 2003年第21期62-62,共1页

关键词 第三状态 国际医学界 病前状态 灰色状态 临床前期 全球性调查 亚临床期 人体免疫功能 诊断标准 动态状态

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基于GEDI、Sentinel-2和机载激光雷达的森林冠层高度反演方法

14

作者 姬翠翠 月亮高可 +1 位作者 李晓松 孙斌 《应用科学学报》 2025年第4期694-708,共15页

大规模监测森林冠层高度对精准估算森林碳排放和分析森林长势至关重要。本文基于全球生态系统动态调查(global ecosystem dynamics investigation,GEDI)获取的冠层高度指标、Sentinel-2影像光谱信息和ASTER GDEM地形数据,选择四川省西... 大规模监测森林冠层高度对精准估算森林碳排放和分析森林长势至关重要。本文基于全球生态系统动态调查(global ecosystem dynamics investigation,GEDI)获取的冠层高度指标、Sentinel-2影像光谱信息和ASTER GDEM地形数据,选择四川省西昌市以乔木和灌木为主的森林区域为对象,分别采用随机森林(random forest,RF)、梯度提升决策树(gradient boosting decision tree,GBDT)和多元线性回归(multivariable linear regression,MLR)算法进行森林冠层高度反演。研究发现,选用“光谱信息+植被指数+地形信息”特征参量组合反演精度最佳,且RF算法在森林冠层高度反演上的精度最高,决定系数R^(2)为0.58,均方根误差RMSE为4.78 m,估算精度EA为56%。利用RF算法反演冠层高度,采用大疆无人机获取的激光点云数据进行精度验证,结果显示R^(2)为0.52,RMSE为2.71 m,EA为85%,表明GEDI星载全波形激光雷达数据的小光斑直径和高密度光斑优势可为空间连续森林冠层高度制图提供可能,为精准掌握森林退化及恢复的长势分析提供重要理论依据。 展开更多

关键词 全球生态系统动态调查(GEDI) Sentinel-2 冠层高度 机载激光雷达

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