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基于混合效应和分位数回归的温带针阔混交林树高与胸径关系研究 被引量:2
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作者 程雯 武晓昱 +3 位作者 叶尔江·拜克吐尔汉 王娟 赵秀海 张春雨 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期28-39,共12页
【目的】基于非线性回归和广义模型构建不同分位数回归和混合效应的树高预测方程,并对比分析非线性模型、不同分位点(τ=0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9)模型、广义模型及非线性混合效应模型的拟合效果和预测精度,为研究林分生长... 【目的】基于非线性回归和广义模型构建不同分位数回归和混合效应的树高预测方程,并对比分析非线性模型、不同分位点(τ=0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9)模型、广义模型及非线性混合效应模型的拟合效果和预测精度,为研究林分生长和收获提供理论依据。【方法】本研究以吉林蛟河地区针阔混交林的主要树种(红松、色木槭、紫椴和水曲柳)为研究对象,基于21.12 hm2样地数据,首先在11个广泛使用的树高方程基础模型中选定基础模型;其次探究林分变量对树高的影响并构建含林分变量的广义模型;最后在基础模型和广义模型的基础上,构建分位数模型,同时考虑样方效应对树高的影响,构建混合效应模型。【结果】(1)各树种均以Richards模型拟合精度更高,且具有生物学意义,选定为基础模型;考虑林分变量与树高的相关性以及模型收敛性,加入优势木高建立的广义模型能显著提高拟合效果。(2)各树种均为中位数τ=0.5时模型拟合效果最佳,且与非线性回归预测精度相近,红松、色木槭、紫椴和水曲柳最高R^(2)值分别为0.811、0.809、0.724和0.617,广义中位数回归预测能力得到进一步提高,R^(2)值分别为0.891、0.874、0.858和0.627。(3)混合效应模型相对其他模型能显著提高预测精度,其中基础混合模型略优于广义混合模型,4个树种R^(2)值达到0.937、0.919、0.906和0.643,表明包含样方效应的混合模型能得到更准确更稳定的预测结果。【结论】与传统方法建立的基础模型和广义模型以及两者的中位数回归模型相较,基于非线性混合效应构建的树高-胸径模型预测精度更高,其中基于基础混合效应构建的吉林蛟河地区混交林树高-胸径模型更具优越性和稳定性。 展开更多
关键词 分位数回归 树高-胸径模型 混合效应模型 广义模型 针阔混交林
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黔中马尾松木荷混交林树高-胸径模型 被引量:2
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作者 冉佳璇 戚玉娇 《浙江农林大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期343-352,共10页
【目的】建立马尾松Pinus massoniana-木荷Schima superba混交林树高-胸径模型,将树种作为哑变量引入模型,考虑模型残差空间自相关和异质性,为混交林树高-胸径模型构建和科学经营提供理论依据。【方法】基于贵州省开阳县马尾松-木荷混交... 【目的】建立马尾松Pinus massoniana-木荷Schima superba混交林树高-胸径模型,将树种作为哑变量引入模型,考虑模型残差空间自相关和异质性,为混交林树高-胸径模型构建和科学经营提供理论依据。【方法】基于贵州省开阳县马尾松-木荷混交林727组树高-胸径调查数据,构建普通最小二乘法模型(OLS)、广义可加模型(GAM)、线性混合模型(LMM)、地理加权回归模型(GWR)和地理加权回归克里格模型(GWRK)的树高-胸径全林木模型,在此基础上,将树种作为哑变量引入,选择全局莫兰指数(Moran’I)、局域Moran’I和组内方差分析5种模型残差空间自相关与空间异质性,并采用决定系数(R 2)、均方误差(MSE)和赤池信息准则(AIC)对模型进行评价。【结果】①马尾松-木荷混交林全林木基础模型的拟合精度从低到高依次为OLS、GAM、LMM、GWR、GWRK。②将树种作为哑变量引入模型后,各模型拟合精度均高于全林木基础模型。③OLS和GAM模型残差的全局Moran’I在α=0.05水平下显著(Z>1.96),局域Moran’I分布图中存在较多热点,表现出强烈的空间自相关。而LMM、GWR和GWRK模型残差全局Moran’I在α=0.05水平下不显著(−1.96≤Z≤1.96),且在局域Moran’I分布图中存在较多冷点,说明模型残差空间自相关已被消除。④5种模型残差的组内方差均表现随着滞后距离增大而增大的趋势,但GWR和GWRK模型具有更小的组内方差,能较好地降低模型残差空间的异质性。【结论】OLS和GAM模型拟合精度不高,并且不能消除模型残差空间自相关和异质性,因此不是用来建立树高-胸径模型的最佳选择。LMM、GWR和GWRK模型在提高模型拟合精度和降低空间自相关性方面表现良好,但GWR和GWRK模型在降低空间异质性方面显著,是最适合的树高-胸径模型。 展开更多
关键词 马尾松 木荷 混交林 树高-胸径模型 模型残差 空间自相关 空间异质性
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基于分级的全国主要树种树高-胸径曲线模型 被引量:84
3
作者 李海奎 法蕾 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第10期83-90,共8页
采用树高分级方法,通过双重迭代算法,建立栎类、杉木、马尾松、杨树、落叶松和油松6个全国主要树种的树高-胸径曲线模型。数据来自第7次全国森林资源连续清查的树高测定资料,总样本数118441个,其中建模样本79095个,验证样本39346个。与... 采用树高分级方法,通过双重迭代算法,建立栎类、杉木、马尾松、杨树、落叶松和油松6个全国主要树种的树高-胸径曲线模型。数据来自第7次全国森林资源连续清查的树高测定资料,总样本数118441个,其中建模样本79095个,验证样本39346个。与未分级方法相比,分级后模型的决定系数从0.5203~0.7532提高到0.9438~0.9665;模型参数灵敏度分析和验证模型的应用表明:模型总体稳定,参数可靠,为构建全国所有树种的树高-胸径模型提供可行的方法,有较好的推广价值。进一步考虑林分特点,可以用来进行全国所有现有森林的立地评价。 展开更多
关键词 树高-胸径模型 树高分级 双重迭代算法 参数灵敏度分析
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江苏省杨树树高曲线模型的研制 被引量:14
4
作者 孙圆 王万江 《林业科技开发》 2005年第5期31-34,共4页
用江苏省杨树解析木编制了杨树标准树高曲线模型,该模型引入了适宜的林分控制因子(树龄和地位指数),是具有统计学意义的树高曲线模型。经检验,模型有较好的精度,适用于江苏省的杨树树高生长模型。该研究可为江苏省日益发展的杨树人工林... 用江苏省杨树解析木编制了杨树标准树高曲线模型,该模型引入了适宜的林分控制因子(树龄和地位指数),是具有统计学意义的树高曲线模型。经检验,模型有较好的精度,适用于江苏省的杨树树高生长模型。该研究可为江苏省日益发展的杨树人工林的经营管理提供生长预测,并为杨树生产力测定和预估提供数学模型与方法。 展开更多
关键词 杨树 树高曲线模型 林分控制因子 树高生长模型 杨树人工林 曲线模型 江苏省 地位指数 控制因子 生长预测
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樟子松人工林树高结构规律的研究 被引量:4
5
作者 苏乙奇 《黑龙江生态工程职业学院学报》 2008年第4期28-30,共3页
通过实测样地的树高分布综合分析了林分树高结构规律,树高与胸径、树高分布与直径分布等关系。对于同龄纯林,林分平均高或优势木高随林分年龄的变化规律有着重要的意义,它是编制地位级或地位指数表的理论依据。
关键词 樟子松 树高结构 树高曲线 树高分布函数
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利用机载激光雷达数据提取单株木树高和树冠 被引量:64
6
作者 刘清旺 李增元 +2 位作者 陈尔学 庞勇 武红敢 《北京林业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期83-89,共7页
机载激光雷达是一种主动遥感技术。在林业应用方面,高采样密度激光雷达能够获取单株木三维结构特征,采用不同的数据处理方法,可以得到不同精度的单株木参数。该文利用高采样密度的机载激光雷达数据(离散回波,平均激光点间隔0.52 m、平... 机载激光雷达是一种主动遥感技术。在林业应用方面,高采样密度激光雷达能够获取单株木三维结构特征,采用不同的数据处理方法,可以得到不同精度的单株木参数。该文利用高采样密度的机载激光雷达数据(离散回波,平均激光点间隔0.52 m、平均光斑直径0.3 m),研究了单株木的树高提取技术和树冠边界识别算法,针对单株木的树冠特征,提出了一种双正切角树冠识别算法;最后,使用重庆铁山坪林场的9个外业样地数据,对单株木树高和冠幅,以及样地平均树高和平均冠幅进行了验证。结果表明,单株木树高和冠幅的R2分别为0.34和0.03,样地平均树高和平均冠幅的R2分别为0.97和0.71,样地尺度的相关性明显高于单株木尺度的相关性。 展开更多
关键词 激光雷达 激光应用 单株木 树高 树冠 双正切角树冠识别算法
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基于TLS数据的单木胸径和树高提取研究 被引量:41
7
作者 李丹 庞勇 +2 位作者 岳彩荣 赵旦 徐光彩 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第4期79-86,共8页
利用TLS测量森林参数(树高、胸径和林分密度等)不仅节省人力,而且还能提高工作效率,目前已成为快速获取树木几何参数的有效方法之一。本文利用地基激光雷达数据,提出了一种半自动方式提取单木参数的方法。首先,利用发射脉冲与接收回波... 利用TLS测量森林参数(树高、胸径和林分密度等)不仅节省人力,而且还能提高工作效率,目前已成为快速获取树木几何参数的有效方法之一。本文利用地基激光雷达数据,提出了一种半自动方式提取单木参数的方法。首先,利用发射脉冲与接收回波脉冲的形状偏差和强度对原始点云数据中的"飞点"和噪点进行滤除;然后,配准各站点云数据;接下来采用不同目标回波过滤方法滤除部分树叶点和其他非树干点;抽稀、合并各站点云数据,对合并后的点云数据水平分层并生成对应的灰度影像;对灰度影像采用Hough变换方法估测单木位置和胸径;对Hough变换检测层数较少的结果采用椭圆拟合方法重新检测;最后,结合Hough变换和椭圆拟合检测结果从点云数据中提取单木位置、胸径和树高。用小兴安岭凉水自然保护区的白桦天然次生林对算法进行了检验,5块多站扫描样地单木识别的平均精度为72.16%,将所提取的单木位置、胸径和树高与外业实际测量数据对比,结果一致性较高。5块多站扫描样地的胸径和树高均方根误差分别为2.38、2.55、3.58、2.21、1.92cm和4.31、3.87、2.34、5.00、3.47m。 展开更多
关键词 地基激光雷达 HOUGH变换 点云 胸径 树高
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长白山3个主要针叶树种的标准树高曲线 被引量:30
8
作者 赵俊卉 亢新刚 +1 位作者 张慧东 胡云云 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第10期191-194,共4页
树高和胸径是森林调查中重要的测量因子,常用来计算材积、立地指数和其他与森林生长和收获、演替和碳汇相关的重要变量(Dorado et al.,2006)。树木胸径可以快速、方便且准确的测量,而树高的测量费时费力。在森林调查时,常常只测量... 树高和胸径是森林调查中重要的测量因子,常用来计算材积、立地指数和其他与森林生长和收获、演替和碳汇相关的重要变量(Dorado et al.,2006)。树木胸径可以快速、方便且准确的测量,而树高的测量费时费力。在森林调查时,常常只测量部分树木的树高,缺失的树高则通过不同树种的树高曲线来预测(S6nehez—Gonzalez et al.,2007)。 展开更多
关键词 天然林 标准树高曲线 云杉 冷杉 红松
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LIDAR技术在树高测量上的应用与精度分析 被引量:22
9
作者 杨伯钢 冯仲科 +4 位作者 罗旭 祝晓坤 董明 全明玉 韩光瞬 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第S2期78-81,共4页
该文介绍了基于TerraSolid处理软件平台,采用机载激光雷达(LIDAR)数据进行独立树树高测量的原理和方法,并在北京市昌平试验区进行了研究试验.试验表明,通过LIDAR数据量测、分析,可实现对树高的测量;此外,通过与外业实测树高的比较和相... 该文介绍了基于TerraSolid处理软件平台,采用机载激光雷达(LIDAR)数据进行独立树树高测量的原理和方法,并在北京市昌平试验区进行了研究试验.试验表明,通过LIDAR数据量测、分析,可实现对树高的测量;此外,通过与外业实测树高的比较和相关性分析可看出,采用LIDAR测量树高的方法,基本可满足林业调查的精度要求.在此基础上,还对利用LIDAR测量树高产生误差的原因进行了分析和归纳,为LIDAR技术在森林生物量测量中的应用、推广提供了理论依据. 展开更多
关键词 激光雷达 树高 点云 测量 误差分析 相关性分析
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利用大光斑激光雷达数据估测树高和生物量 被引量:26
10
作者 于颖 范文义 +1 位作者 李明泽 杨曦光 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第9期84-87,共4页
通过对大光斑激光雷达数据GLAS波形的处理,建立模型反演树高、生物量并做精度检验,理论精度分别为93.7%和91.3%。结果表明:利用激光雷达数据反演树高、生物量比传统方法的精度有显著提高。
关键词 激光雷达 GLAS 树高 生物量
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长白山云冷杉针阔混交林幼树树高--胸径模型 被引量:30
11
作者 卢军 张会儒 +2 位作者 雷相东 杨英军 王全军 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第11期10-25,共16页
采用长白山林区2013年调查的12块1 hm2固定样地中5个树种的幼树树高-胸径数据,用35个树高曲线经验模型进行模拟、筛选。结果表明,Curtis于1967年提出的三次多项式h=a0+a1d+a2d2+a3d3能够很好地拟合5个树种幼树的树高-胸径模型,决定系数(... 采用长白山林区2013年调查的12块1 hm2固定样地中5个树种的幼树树高-胸径数据,用35个树高曲线经验模型进行模拟、筛选。结果表明,Curtis于1967年提出的三次多项式h=a0+a1d+a2d2+a3d3能够很好地拟合5个树种幼树的树高-胸径模型,决定系数(R2)最高可达0.786 5。用独立样本数据对该模型进行检验,结果表明,模型的表现能力良好,能够适用于本地区的云冷杉针阔混交林的幼树树高-胸径模拟。以空间代替时间的方法分析5个树种的幼树树高生长规律,发现色木幼树树高较大;红松和冷杉幼树树高生长类似;云杉幼树树高初期较小,而后期生长很快。本文提出的幼树树高模型可为抚育经营提供参考。 展开更多
关键词 树高-胸径模型 云冷杉针阔混交林 模型筛选 幼树
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红松树高-胸径的非线性混合效应模型研究 被引量:32
12
作者 臧颢 雷相东 +2 位作者 张会儒 李春明 卢军 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期8-16,共9页
以吉林省汪清林业局的蒙古栎阔叶混交林和云冷杉阔叶混交林24块固定样地中的2 598株红松为研究对象,利用Chapman-Richards方程建立了不含随机效应与含随机效应的单木树高-胸径简单模型和广义模型。模型拟合和检验的评价指标主要包括调... 以吉林省汪清林业局的蒙古栎阔叶混交林和云冷杉阔叶混交林24块固定样地中的2 598株红松为研究对象,利用Chapman-Richards方程建立了不含随机效应与含随机效应的单木树高-胸径简单模型和广义模型。模型拟合和检验的评价指标主要包括调整决定系数(R_a^2)、平均相对误差绝对值(RMA)和均方根误差(RMSE)。对于混合效应模型,设计了随机抽取、抽胸径最大的树、抽胸径最小的树和抽平均木4种抽样方案计算随机参数,通过对比4种抽样设计下模型的误差统计量,分析了不同抽样设计下样本数量和预测精度的关系。结果表明:基于混合效应模型的红松单木树高-胸径模型拟合效果(简单模型的R_a^2在0.753~0.886之间,RMA在11.3%~15.1%之间,RMSE在1.38~2.01 m之间;广义模型的R_a^2在0.754~0.886之间,RMA在11.1%~15.0%之间,RMSE在1.38~2.01 m之间)优于不含随机参数的红松单木树高-胸径模型(简单模型的R_a^2在0.502~0.868之间,RMA在12.2%~17.8%之间,RMSE在1.42~2.65 m之间;广义模型的R_a^2在0.711~0.877之间,RMA在11.6%~17.2%之间,RMSE在1.41~2.10 m之间);包含随机效应的简单模型和广义模型拟合效果没有明显的差异,表明基于混合效应模型的单木树高-胸径简单模型可以很好地描述树高-胸径关系在不同森林类型、不同样地间的差异,因此不需要在树高-胸径模型中增加其他自变量;抽取平均木的抽样设计优于其他3种抽样设计,且抽取4株平均木时,预测精度提升最为明显,综合预测精度和调查成本的考虑,在实践中应用包含随机效应的红松树高-胸径模型时,推荐在样地中抽取4株平均木测量其树高来估计随机参数。 展开更多
关键词 红松 树高-胸径模型 非线性混合效应模型 抽样方案
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基于非线性混合模型的针阔混交林树高与胸径关系 被引量:35
13
作者 王冬至 张冬燕 +1 位作者 张志东 黄选瑞 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期30-36,共7页
[目的]建立多树种、多层次混交林的树高-胸径生长关系非线性混合效应模型,为研究混交林多树种生长规律提供参考依据。[方法]以河北省塞罕坝国家森林公园华北落叶松-白桦针阔混交林为研究对象,基于87块标准地(20 m×30 m)的4 953株... [目的]建立多树种、多层次混交林的树高-胸径生长关系非线性混合效应模型,为研究混交林多树种生长规律提供参考依据。[方法]以河北省塞罕坝国家森林公园华北落叶松-白桦针阔混交林为研究对象,基于87块标准地(20 m×30 m)的4 953株华北落叶松和3 608株白桦单木数据,选取13个具有代表性且具有生物学意义的树高-胸径模型进行拟合,从中筛选出拟合优度较高的模型作为构建混合效应模型的基础模型,并在混合效应模型中加入哑变量以解决样地内不同树种带来的差异。[结果]1)在13个树高-胸径候选模型中,模型13的确定系数最大(R2=0.915 7),绝对误差(Bias=1.200 6)、均方根误差(RMSE=0.129 1)最小,其拟合效果较好。2)以模型13为基础模型建立华北落叶松-白桦混交林树高-胸径关系混合效应模型,华北落叶松混合模型确定系数(R2)为0.926 4,AIC值为319.7,均方根误差(RMSE)值1.070 8,绝对误差(Bias)为0.084 1;白桦混合模型确定系数(R2)为0.918 7,AIC值为297.6,均方根误差(RMSE)为1.102 2,绝对误差(Bias)为0.070 5,表明模型拟合效果较好。3)利用所构建的混合效应模型,以2 cm为一个径阶对华北落叶松和白桦树高进行预测,其树高预测结果与测量值分布一致,表明包含树种哑变量混合效应模型中的参数充分反映出相同径级树高的变异趋势,提高了混交林树高-胸径模型预估精度。[结论]包含哑变量的混合效应生长模型可解决混交林中样地间及样地内树种对树高-胸径生长关系的影响,提高模型精度及适用性,为该地区提高针阔混交林经营水平及经营效果提供科学支撑。 展开更多
关键词 非线性混合模型 华北落叶松 白桦 树高-胸径 混交林
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长白山主要针叶树种最优树高曲线研究 被引量:38
14
作者 赵俊卉 亢新刚 刘燕 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期13-18,共6页
树高曲线是建立林分生长与收获模型的基础。该文使用吉林省汪清林业局金沟岭林场的465株冷杉、423株云杉和251株红松标准木数据,分别选用10种树高曲线,对模型参数进行求解,并用决定系数R2、残差和MD、均方根误差RMSE对模型精度进行检验... 树高曲线是建立林分生长与收获模型的基础。该文使用吉林省汪清林业局金沟岭林场的465株冷杉、423株云杉和251株红松标准木数据,分别选用10种树高曲线,对模型参数进行求解,并用决定系数R2、残差和MD、均方根误差RMSE对模型精度进行检验。结果表明,唐守正树高曲线能较好地模拟当地主要树种的树高与胸径的关系;所选出的最优树高曲线可以用于长白山地区针阔混交林中的云杉、冷杉和红松。 展开更多
关键词 树高曲线 长白山 云杉 冷杉 红松
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三角高程法树高测量与精度分析 被引量:27
15
作者 冯仲科 隋宏大 +1 位作者 邓向瑞 臧淑英 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第S2期31-35,共5页
树木高度的测量工作是林业生产、科研、教学和森林调查的一项重要工作,是评价立地质量和林木生长状况的重要依据.该文介绍了三角高程测定树高的方法,说明了测量原理及测量过程,推导出三角高程测量树高的通用公式,并根据林区的地势和地... 树木高度的测量工作是林业生产、科研、教学和森林调查的一项重要工作,是评价立地质量和林木生长状况的重要依据.该文介绍了三角高程测定树高的方法,说明了测量原理及测量过程,推导出三角高程测量树高的通用公式,并根据林区的地势和地形条件的不同,提出相应的水平距离的测定方法,通过对实验数据进行分析阐明三角高程测量树高的精度.得出结论:三角高程测量树高的方法精度可以满足林业上测树的精度要求,而且该方法简单、方便、实用,值得在森林调查中广泛应用. 展开更多
关键词 三角高程 树高测量 精度分析
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基于Richards方程的杉木树高生长模型 被引量:54
16
作者 魏晓慧 孙玉军 马炜 《浙江农林大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第5期661-666,共6页
利用Richards生长方程构建杉木Cunninghamia lanceolata树高生长模型。以福建省三明市将乐县国有林场杉木人工林为研究对象,基于15块杉木人工林标准地野外调查数据,在分析林分相对胸径(dR)和相对树高(hR)规律的基础上,拟合了胸径-树高... 利用Richards生长方程构建杉木Cunninghamia lanceolata树高生长模型。以福建省三明市将乐县国有林场杉木人工林为研究对象,基于15块杉木人工林标准地野外调查数据,在分析林分相对胸径(dR)和相对树高(hR)规律的基础上,拟合了胸径-树高曲线、胸径-株数累积(%)曲线以及树高-株数累积(%)曲线。根据林分结构现状,应用SPSS 20统计软件模拟了杉木树高生长模型。结果表明:在95%置信区间内,模型的相关指数达到了0.993,求得参数A=28.606,B=1.094,k=0.031,m=-0.466,且各参数的估计值符合杉木的生长规律。此模型大大提高了林木树高因子的模拟精度,并为实现森林资源的优化配置提供基础数据。 展开更多
关键词 森林测计学 胸径 树高 Richards生长方程 杉木
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基于地基激光雷达的亚热带森林单木胸径与树高提取 被引量:71
17
作者 刘鲁霞 庞勇 李增元 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期26-37,共12页
【目的】以云南省普洱市天然林与杉木人工林为研究对象,针对云南省山区森林树种繁多、林下灌木草本茂密的林分环境,根据森林中树木的形态特征,利用地基激光雷达(TLS)扫描数据提取样地尺度单木胸径与树高,为森林调查工作提供参考。【方... 【目的】以云南省普洱市天然林与杉木人工林为研究对象,针对云南省山区森林树种繁多、林下灌木草本茂密的林分环境,根据森林中树木的形态特征,利用地基激光雷达(TLS)扫描数据提取样地尺度单木胸径与树高,为森林调查工作提供参考。【方法】将获取的多站地基激光雷达扫描数据分为多站拼接及单站2种分析方式,采用Hough变换算法及树干的形态特征对样地内单木进行识别与胸径提取,根据树干生长方向及单木在垂直方向上的分布提取树高。【结果】1)对于多站拼接数据,即使在林分条件最为复杂的原始林,单木识别率仍可达到81%;对于单站数据,随着扫描距离增加,单木识别率降低,实际操作时单站布设比多站拼接简单;2)多站拼接胸径及胸高断面积估测结果更接近于样地真实值,多个单站平均结果比只使用一站扫描数据提取的结果更加适合估测样地胸径及胸高断面积,半径10 m比半径5 m及15 m范围内数据更加适合估测样地胸径及胸高断面积;3)天然林单木树高估测结果为R^2=0.77,RMSE=1.46 m;人工林单木树高估测结果为R^2=0.94,RMSE=0.96 m。【结论】本研究根据树干垂直向特征,设置的一系列参数可以剔除Hough变换算法在非树干处的识别圆,可提高单木识别及胸径、树高的估测精度。受扫描站布设及林分条件影响,人工林的估测结果好于天然林。多站拼接相比单站扫描更加接近于样地实测结果,多个单站平均更能代表样地实际情况,只用一站数据具有一定的偶然性。 展开更多
关键词 地基激光雷达 亚热带森林 胸径 树高 胸高断面积
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机载激光雷达和航空数码影像单木树高提取 被引量:18
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作者 赵峰 庞勇 +3 位作者 李增元 张怀清 丰伟 刘清旺 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第10期81-87,共7页
用激光雷达(LiDAR)数据和航空数码影像相结合进行单木水平树高反演。对研究区的LiDAR点云数据进行滤波和分类,根据地形特点、地表植被状况以及其他地类的分布,采用TinFilter滤波算法提取地面回波点和植被回波点。用面向对象的方法对高... 用激光雷达(LiDAR)数据和航空数码影像相结合进行单木水平树高反演。对研究区的LiDAR点云数据进行滤波和分类,根据地形特点、地表植被状况以及其他地类的分布,采用TinFilter滤波算法提取地面回波点和植被回波点。用面向对象的方法对高空间分辨率(25cm)的航空数码影像进行单株木检测。通过多尺度、树冠模式的分割创建影像对象和类层次,用最邻近距离和成员函数法进行影像对象的分类,并基于分类结果进行再分割。对分割后的树冠多边形进行边缘优化,以准确识别单株木。将植被回波点和影像分割后得到的树冠多边形进行叠加,计算多边形内的LiDAR数据最大高程差值,与实测树高进行相关分析,建立单木树高估测回归方程,平均估测精度为74.89%。 展开更多
关键词 机载激光雷达 航空数码影像 多尺度分割 树高
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基于空间自相关的天然蒙古栎阔叶混交林林木胸径-树高模型 被引量:12
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作者 娄明华 张会儒 +2 位作者 雷相东 李春明 臧颢 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期67-76,共10页
【目的】考虑林木间的空间自相关,构建基于空间自相关的林木胸径-树高模型,为可持续经营天然混交林提供理论依据。【方法】以天然蒙古栎阔叶混交林为研究对象,选择适宜的线性化林木胸径-树高模型为基础模型(BM),应用3个同步自回归(SAR)... 【目的】考虑林木间的空间自相关,构建基于空间自相关的林木胸径-树高模型,为可持续经营天然混交林提供理论依据。【方法】以天然蒙古栎阔叶混交林为研究对象,选择适宜的线性化林木胸径-树高模型为基础模型(BM),应用3个同步自回归(SAR)模型即空间滞后模型(SLM)、空间误差模型(SEM)和空间Durbin模型(SDM)研究该混交林的林木胸径-树高模型。同时,将Delaunay三角网(DT)矩阵、逆距离一次幂(ID1)、逆距离二次幂(ID2)、逆距离五次幂(ID5)、球状变异函数(SV)矩阵、高斯变异函数(GV)矩阵和指数变异函数(EV)矩阵共7个空间加权矩阵应用于SAR模型中。利用普通最小二乘法(OLS)估计BM参数,极大似然法估计3个SAR模型参数,并对4个模型的回归参数进行T检验,对3个SAR模型的自回归参数进行似然比检验。选择Moran’s I(MI)指数比较分析BM、SLM、SDM和SEM 4个模型的残差空间自相关,选择决定系数(R2)、均方根误差(RMSE)和Akaike信息准则(AIC)3个拟合指标比较分析4个模型的拟合效果。【结果】空间加权矩阵SV的BM残差MI值大于1,因此以下结果分析中将不再考虑SV。其他6个空间加权矩阵的BM和SLM残差MI值均显著大于期望值I0,但SLM残差MI值较相同空间加权矩阵的BM残差MI值小。除了GV和ID1外,其他4个空间加权矩阵的SDM残差MI值均与I0差异不显著。除了ID1外,其他5个空间加权矩阵的SEM残差MI值均与I0差异不显著。3个SAR模型的3个拟合指标均优于BM。在相同的空间加权矩阵中,SDM和SEM的3个拟合指标非常接近,但均优于SLM。在SDM和SEM中,不同空间加权矩阵(除GV外)根据3个拟合指标从优至劣的排序为ID2>DT>ID>ID5>EV。无论采用哪个空间加权矩阵,3个SAR模型的回归参数β1均与BM中的β1相似,且均显著不为零。相比β1,SEM和BM中的β0相似,但SDM和SLM中的β0与BM中的β0不相似,并且随着空间加权矩阵的变化而变化。应用于SAR模型的所有空间加权矩阵中,利用ID1得出的自回归参数ρ、γ和λ均明显高于利用其他空间加权矩阵计算的值。GV只有在SEM中才能使自回归参数λ显著。除了GV外,利用其他5个空间加权矩阵得出的ρ、γ和λ均显著。【结论】应用于SAR模型的7个空间加权矩阵中,SV和ID1为不合理的空间加权矩阵。SLM只能降低模型残差的空间自相关,改善模型拟合效果较SDM和SEM差。只要选择合适的空间加权矩阵,SDM和SEM就可以消除模型残差的空间自相关,提高模型拟合效果,其中ID2是最好的空间加权矩阵。利用ID2和SEM构建以树种为哑变量的胸径-树高模型,从而得出基于空间自相关的蒙古栎、杨桦(山杨和白桦)、红松的胸径-树高模型。 展开更多
关键词 空间自相关 胸径 树高 自回归模型 空间滞后
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基于极化合成孔径雷达干涉测量的平均树高提取技术 被引量:29
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作者 陈尔学 李增元 +1 位作者 庞勇 田昕 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期66-70,共5页
在新疆和田地区建立SIR-C/X SAR极化干涉测量试验区,获取2次重复飞行的SIR-C/XSAR全极化干涉测量数据、覆盖试验区的地形图4幅、Landsat-5 TM及Landsat-7 ETM+数据各一景。在此基础上,研究实现POLinSAR数据处理及树高反演算法,并对试验... 在新疆和田地区建立SIR-C/X SAR极化干涉测量试验区,获取2次重复飞行的SIR-C/XSAR全极化干涉测量数据、覆盖试验区的地形图4幅、Landsat-5 TM及Landsat-7 ETM+数据各一景。在此基础上,研究实现POLinSAR数据处理及树高反演算法,并对试验结果进行初步分析评价。结果表明:本文所采用的极化干涉测量数据处理方法及树高反演算法是正确的;受去相干噪声因素的影响,重复飞行极化干涉SAR相干影像上可能存在大量的非体散射去相干散射体,识别这些散射体并加以剔除是保证得到正确树高提取结果的重要步骤。 展开更多
关键词 极化合成孔径雷达 干涉测量 树高反演 SIR—C/X SAR
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