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题名基于树木定量结构模型的单木参数提取及生物量估测
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作者
于磊
徐佳佳
倪辰
孔令瑗
黄庆丰
刘华
唐雪海
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机构
安徽农业大学林学与园林学院/安徽省林木资源培育重点实验室
安徽大别山森林生态系统国家定位观测研究站
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出处
《华南农业大学学报》
北大核心
2025年第3期379-389,共11页
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基金
安徽省林业科技创新研究项目(AHLYCX-2022-5,AHLYCX-2022-11)。
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文摘
【目的】以安徽省天马国家级自然保护区内落叶阔叶林为研究对象,探究在复杂林境下树木定量结构模型利用无人机激光雷达数据进行单木生物量估测的应用潜力。【方法】通过地面调查和无人机获取样地与激光雷达点云数据,其中以地面数据为实测参照数据。采用相对最短路径算法对雷达数据进行分割,利用树木定量结构模型提取分割后单木点云的树木参数(胸径、主干体积、枝干体积、分支数、冠层基部高度、冠层面积、冠层体积以及冠幅),并使用Pearson相关系数以及方差膨胀因子对参数进行变量筛选,最后构建基于3种机器学习算法的单木生物量估测模型。【结果】基于随机森林(RF)构建的生物量模型训练效果最佳(R^(2)=0.8800,RMSE=192.81 kg,rRMSE=29.88%),多层感知机(MLP)训练效果(R^(2)=0.8200,RMSE=236.48 kg,rRMSE=36.65%)与支持向量机(SVM)较为相近(R^(2)=0.8100,RMSE=243.67 kg,rRMSE=37.77%)。【结论】本文证实了从树木定量结构模型中所提取的树木参数能在落叶期阔叶树种中构建出精度较高的生物量估测模型,可以为复杂森林环境下的资源调查提供新方法。
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关键词
无人机激光雷达
树木定量结构模型
生物量估测
树木参数
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Keywords
Unmanned aerial vehicle laser scanning
Quantitative structure model
Biomass estimation
Tree parameter
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分类号
S758
[农业科学—森林经理学]
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题名一种计算机模拟的针阔林木抗风性能分析
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作者
袁星月
方文杰
张怀清
安锋
云挺
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机构
南京林业大学信息科学技术学院
中国林业科学研究院
中国热带农业科学院橡胶研究所
南京林业大学林草学院
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出处
《林业工程学报》
CSCD
北大核心
2024年第1期158-169,共12页
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基金
国家自然科学基金(32371876,32271877,32071681)
国家重点研发计划(2022YFE0128100)
+1 种基金
江苏省自然科学基金面上项目(BK20221337)
江苏省农业自主创新项目(CX(22)3048)。
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文摘
自然界中的强风常常对树木造成不可逆破坏,分析强风穿过时树林内部的气流情况有利于评估树木的抗风性,更好地理解如何减轻风的影响。以阔叶树和针叶树为原型,提取了二者叶团簇和枝干构造的特点,建立两种结构不同的树木模型,组合成树林模型,在3个不同叶面积密度下进行风力作用下的仿真模拟实验。分别使用改进的k-ε双方程模型和k-ω双方程模型以设置风环境,并且用龙格-库塔法分析求解湍流模型。k-ε双方程模型下,当叶面积密度分别为1,5和10 m~2/m~3时,阔叶林背风侧20 m处的最低风速与入口风速相比下降了49.60%,67.23%和80.40%,针叶林分别为55.13%,68.90%和78.29%。k-ω双方程模型展示了阔叶树林内部风场的复杂性。结果表明,叶面积密度与树林挡风能力之间是非线性关系,树林的挡风能力随叶面积密度的上升而增强,增强到一定程度后上升幅度减缓。不同的树木结构会导致风场的变化,影响同等强度风荷载下的受损概率和挡风能力。叶面积密度高、树冠体积大的树木更容易在强风中受到损害。
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关键词
数值模拟
树木结构模型
风环境
计算流体动力学(CFD)
防风林
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Keywords
numerical simulation
tree modeling
wind environment
CFD
windbreak forest
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分类号
S712
[农业科学—林学]
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