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基于方差优化k最近邻法的森林蓄积量估测
被引量:
12
1
作者
蒋馥根
孙华
+2 位作者
ZHAO Feng
林辉
龙江平
《森林与环境学报》
CSCD
北大核心
2019年第5期497-504,共8页
森林资源调查是数字森林资源监测的基础,遥感技术可以克服传统方法如抽样调查的局限性,有效地缩短作业时间,提高效率。虽然目前森林蓄积量遥感估测方法很多,但随着样本数量的增加,这些方法无法保证估算的准确性。本研究拟提出一种基于...
森林资源调查是数字森林资源监测的基础,遥感技术可以克服传统方法如抽样调查的局限性,有效地缩短作业时间,提高效率。虽然目前森林蓄积量遥感估测方法很多,但随着样本数量的增加,这些方法无法保证估算的准确性。本研究拟提出一种基于方差速率优化的k最近邻法(k NN),以2017年10月Planet Labs影像为数据源,结合赤峰市旺业甸林场蓄积量实测数据建立反演模型,并与地理加权回归(GWR)模型、随机森林(RF)模型、普通k NN模型和距离加权k NN模型进行对比分析。在建立的森林蓄积量反演模型中,方差优化k NN模型得到最优精度[决定系数(R^2)为0.69,均方根误差(RMSE)为67.6 m^3·hm^-2,相对均方根误差(RRMSE)为32.04%],显著优于其他模型。结果表明,方差优化k NN模型相比其他模型更适用于森林蓄积量遥感估测,森林蓄积量遥感反演空间分布符合实际分布情况,可以满足建立反演模型的需求。同时,由于Planet Labs影像的鲜明特征(即具有高时间分辨率),该数据的时间序列数据对于森林季节变化有丰富的记录,在反演森林蓄积量方面有着很大潜力。
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关键词
蓄积量
遥感反演
优化k
NN
PLANET
Labs影像
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职称材料
基于HLS数据的森林蓄积量遥感反演
被引量:
6
2
作者
龙依
蒋馥根
+2 位作者
孙华
邱湘龙
顾兴贵
《森林与环境学报》
CSCD
北大核心
2021年第6期620-628,共9页
通过对比陆地卫星8号(Landsat 8)与协同陆地卫星和哨兵2号(HLS)数据在波段信息及森林蓄积量建模效果的差异,探索HLS数据源在森林蓄积量反演中的应用潜力。以内蒙古自治区旺业甸林场为研究区,以Landsat 8和HLS为数据源提取遥感变量,结合...
通过对比陆地卫星8号(Landsat 8)与协同陆地卫星和哨兵2号(HLS)数据在波段信息及森林蓄积量建模效果的差异,探索HLS数据源在森林蓄积量反演中的应用潜力。以内蒙古自治区旺业甸林场为研究区,以Landsat 8和HLS为数据源提取遥感变量,结合森林蓄积量样地实测数据,利用线性逐步回归(LSR)和逐步随机森林(SRF)进行特征变量筛选,分别构建线性和非线性模型开展森林蓄积量反演,并进行精度验证及对比分析。结果表明:HLS影像中的7个波段与Landsat 8影像各对应波段均表现为极显著相关,相关系数绝对值均大于0.7(P<0.01),在波段信息上具有较好的一致性;基于Landsat 8及HLS影像数据构建多元线性回归和随机森林模型,其最优模型决定系数(R^(2))分别为0.55和0.54,均方根误差(RMSE)分别为65.66和68.15 m^(3)·hm^(-2),结果无显著性差异(P>0.05)。利用HLS影像进行森林蓄积量估测,可得到与Landsat 8相似的效果,且HLS数据无需进行繁琐的预处理,能显著提高森林蓄积量估测效率,为大尺度森林蓄积量遥感反演和森林资源监测提供参考。
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关键词
森林蓄积量
遥感反演
协同陆地卫星和哨兵2号
随机森林
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职称材料
基于结构方程模型的杉木公益林林分空间结构评价
被引量:
8
3
作者
赵文菲
曹小玉
+5 位作者
谢政锠
庞一凡
孙亚萍
李际平
莫永俊
袁达
《林业科学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第8期76-88,共13页
【目的】综合评价杉木公益林林分空间结构,确定不同龄组林分空间结构现状,为制定精准可行的林分空间结构优化和经营措施提供理论依据。【方法】以湖南省平江县芦头实验林场杉木公益林为研究对象,基于30块样地实测数据,采用4株木法确定...
【目的】综合评价杉木公益林林分空间结构,确定不同龄组林分空间结构现状,为制定精准可行的林分空间结构优化和经营措施提供理论依据。【方法】以湖南省平江县芦头实验林场杉木公益林为研究对象,基于30块样地实测数据,采用4株木法确定林分空间结构单元,选取全混交度、角尺度和空间密度指数作为内生潜变量水平空间结构的观测变量,林层指数、开敞度和交角竞争指数作为内生潜变量垂直空间结构的观测变量,以林分空间结构为外生潜变量,构建林分空间结构评价结构方程模型,模型输出的路径系数通过归一化处理确定各指标权重,在此基础上对林分空间结构进行综合评价。【结果】1)林分空间结构评价结构方程模型的卡方自由度比值(χ^(2)/df)为1.708,介于1~3之间,比较拟合指数(CFI)、非正规化拟合指数(NNFI)和递增拟合指数(IFI)分别为0.944、0.924和0.946,均大于0.90,各拟合指数均符合适配参考值,模型整体适配度良好;2)内生潜变量水平空间结构、垂直空间结构的权重分别为0.5229、0.4771,对外生潜变量林分空间结构的影响大致相同,空间密度指数所占权重最高,是影响林分水平空间结构的关键因素,开敞度和交角竞争指数所占权重相等,是影响林分垂直空间结构的关键因素;3)杉木幼龄林、中龄林和近熟林的综合得分分别为0.3781、0.4526和0.3775,3个龄组的林分空间结构等级处于Ⅱ、Ⅲ等级。总体来看,研究区杉木公益林林分空间结构未达到理想状态,林分空间结构较差,树种混交程度低,接近零度混交至弱度混交状态,林分拥挤程度中等,林木透光条件一般,林层结构单一,但林木间竞争强度较弱,且空间分布格局较好,处于均匀至近似随机分布状态。【结论】林分水平空间结构和垂直空间结构均是影响林分空间结构的关键因素,空间密度指数是影响林分水平空间结构的最重要因素,开敞度和交角竞争指数是影响林分垂直空间结构的最重要因素,为改善研究区整体林分空间结构,应采取多树种补植和单株抚育间伐的综合经营措施。研究区3个龄组杉木生态公益林林分空结构评价结果较客观地反映了林分空间结构现状,采用结构方程模型对林分空间结构进行评价是科学合理的,可为林分空间结构评价提供一个全新的思路。
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关键词
杉木公益林
林分空间结构
结构方程模型
指标权重
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职称材料
题名
基于方差优化k最近邻法的森林蓄积量估测
被引量:
12
1
作者
蒋馥根
孙华
ZHAO Feng
林辉
龙江平
机构
中南
林业
科技大学
林业
遥感信息工程研究中心
林业
遥感大数据与生态安全湖南省
重点
实验室
美国大气与海洋
局
卫星应用研究中心
北京师范大学遥感科学
国家
重点
实验室
南方森林资源经营与监测国家林业与草原局重点实验室
出处
《森林与环境学报》
CSCD
北大核心
2019年第5期497-504,共8页
基金
“十三五”国家重点研发计划项目“人工林资源监测关键技术研究”(2017YFD0600900)
湖南省教育厅科学研究重点项目(17A225)
+2 种基金
湖南省普通高校青年骨干教师培养对象项目(7070220190001)
中南林业科技大学研究生科技创新基金(CX20192025)
湖南省研究生科研创新项目(CX20190622)
文摘
森林资源调查是数字森林资源监测的基础,遥感技术可以克服传统方法如抽样调查的局限性,有效地缩短作业时间,提高效率。虽然目前森林蓄积量遥感估测方法很多,但随着样本数量的增加,这些方法无法保证估算的准确性。本研究拟提出一种基于方差速率优化的k最近邻法(k NN),以2017年10月Planet Labs影像为数据源,结合赤峰市旺业甸林场蓄积量实测数据建立反演模型,并与地理加权回归(GWR)模型、随机森林(RF)模型、普通k NN模型和距离加权k NN模型进行对比分析。在建立的森林蓄积量反演模型中,方差优化k NN模型得到最优精度[决定系数(R^2)为0.69,均方根误差(RMSE)为67.6 m^3·hm^-2,相对均方根误差(RRMSE)为32.04%],显著优于其他模型。结果表明,方差优化k NN模型相比其他模型更适用于森林蓄积量遥感估测,森林蓄积量遥感反演空间分布符合实际分布情况,可以满足建立反演模型的需求。同时,由于Planet Labs影像的鲜明特征(即具有高时间分辨率),该数据的时间序列数据对于森林季节变化有丰富的记录,在反演森林蓄积量方面有着很大潜力。
关键词
蓄积量
遥感反演
优化k
NN
PLANET
Labs影像
Keywords
stock volume
remote sensing inversion
k NN optimization
Planet Labs image
分类号
S771.8 [农业科学—森林工程]
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职称材料
题名
基于HLS数据的森林蓄积量遥感反演
被引量:
6
2
作者
龙依
蒋馥根
孙华
邱湘龙
顾兴贵
机构
中南
林业
科技大学
林业
遥感信息工程研究中心
南方森林资源经营与监测国家林业与草原局重点实验室
中南
林业
科技大学芦头
实验
林场
出处
《森林与环境学报》
CSCD
北大核心
2021年第6期620-628,共9页
基金
国家自然科学基金面上项目(31971578)
“十三五”国家重点研发计划项目:人工林资源监测关键技术研究(2017YFD0600900)
湖南省教育厅科学研究重点项目(17A225)。
文摘
通过对比陆地卫星8号(Landsat 8)与协同陆地卫星和哨兵2号(HLS)数据在波段信息及森林蓄积量建模效果的差异,探索HLS数据源在森林蓄积量反演中的应用潜力。以内蒙古自治区旺业甸林场为研究区,以Landsat 8和HLS为数据源提取遥感变量,结合森林蓄积量样地实测数据,利用线性逐步回归(LSR)和逐步随机森林(SRF)进行特征变量筛选,分别构建线性和非线性模型开展森林蓄积量反演,并进行精度验证及对比分析。结果表明:HLS影像中的7个波段与Landsat 8影像各对应波段均表现为极显著相关,相关系数绝对值均大于0.7(P<0.01),在波段信息上具有较好的一致性;基于Landsat 8及HLS影像数据构建多元线性回归和随机森林模型,其最优模型决定系数(R^(2))分别为0.55和0.54,均方根误差(RMSE)分别为65.66和68.15 m^(3)·hm^(-2),结果无显著性差异(P>0.05)。利用HLS影像进行森林蓄积量估测,可得到与Landsat 8相似的效果,且HLS数据无需进行繁琐的预处理,能显著提高森林蓄积量估测效率,为大尺度森林蓄积量遥感反演和森林资源监测提供参考。
关键词
森林蓄积量
遥感反演
协同陆地卫星和哨兵2号
随机森林
Keywords
forest volume
remote sensing inversion
harmonized Landsat and Sentinel-2
random forest
分类号
S758.51 [农业科学—森林经理学]
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职称材料
题名
基于结构方程模型的杉木公益林林分空间结构评价
被引量:
8
3
作者
赵文菲
曹小玉
谢政锠
庞一凡
孙亚萍
李际平
莫永俊
袁达
机构
中南
林业
科技大学林学院
南方森林资源经营与监测国家林业与草原局重点实验室
出处
《林业科学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第8期76-88,共13页
基金
湖南省教育厅重点科学研究项目(19A518)
“十二五”国家科技支撑计划专题(2012BAD22B0505)
湖南省研究生科研创新项目(CX20220712)。
文摘
【目的】综合评价杉木公益林林分空间结构,确定不同龄组林分空间结构现状,为制定精准可行的林分空间结构优化和经营措施提供理论依据。【方法】以湖南省平江县芦头实验林场杉木公益林为研究对象,基于30块样地实测数据,采用4株木法确定林分空间结构单元,选取全混交度、角尺度和空间密度指数作为内生潜变量水平空间结构的观测变量,林层指数、开敞度和交角竞争指数作为内生潜变量垂直空间结构的观测变量,以林分空间结构为外生潜变量,构建林分空间结构评价结构方程模型,模型输出的路径系数通过归一化处理确定各指标权重,在此基础上对林分空间结构进行综合评价。【结果】1)林分空间结构评价结构方程模型的卡方自由度比值(χ^(2)/df)为1.708,介于1~3之间,比较拟合指数(CFI)、非正规化拟合指数(NNFI)和递增拟合指数(IFI)分别为0.944、0.924和0.946,均大于0.90,各拟合指数均符合适配参考值,模型整体适配度良好;2)内生潜变量水平空间结构、垂直空间结构的权重分别为0.5229、0.4771,对外生潜变量林分空间结构的影响大致相同,空间密度指数所占权重最高,是影响林分水平空间结构的关键因素,开敞度和交角竞争指数所占权重相等,是影响林分垂直空间结构的关键因素;3)杉木幼龄林、中龄林和近熟林的综合得分分别为0.3781、0.4526和0.3775,3个龄组的林分空间结构等级处于Ⅱ、Ⅲ等级。总体来看,研究区杉木公益林林分空间结构未达到理想状态,林分空间结构较差,树种混交程度低,接近零度混交至弱度混交状态,林分拥挤程度中等,林木透光条件一般,林层结构单一,但林木间竞争强度较弱,且空间分布格局较好,处于均匀至近似随机分布状态。【结论】林分水平空间结构和垂直空间结构均是影响林分空间结构的关键因素,空间密度指数是影响林分水平空间结构的最重要因素,开敞度和交角竞争指数是影响林分垂直空间结构的最重要因素,为改善研究区整体林分空间结构,应采取多树种补植和单株抚育间伐的综合经营措施。研究区3个龄组杉木生态公益林林分空结构评价结果较客观地反映了林分空间结构现状,采用结构方程模型对林分空间结构进行评价是科学合理的,可为林分空间结构评价提供一个全新的思路。
关键词
杉木公益林
林分空间结构
结构方程模型
指标权重
Keywords
Cunninghamia lanceolata public welfare forest
stand spatial structure
structural equation model
index weight
分类号
S757 [农业科学—森林经理学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于方差优化k最近邻法的森林蓄积量估测
蒋馥根
孙华
ZHAO Feng
林辉
龙江平
《森林与环境学报》
CSCD
北大核心
2019
12
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职称材料
2
基于HLS数据的森林蓄积量遥感反演
龙依
蒋馥根
孙华
邱湘龙
顾兴贵
《森林与环境学报》
CSCD
北大核心
2021
6
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职称材料
3
基于结构方程模型的杉木公益林林分空间结构评价
赵文菲
曹小玉
谢政锠
庞一凡
孙亚萍
李际平
莫永俊
袁达
《林业科学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
8
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