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珠三角国家森林城市群生态安全格局变化与空间优化识别 被引量：5
1
作者 魏胜蓉 何婷婷 +4 位作者 付迎春 肖云丹 侯瑞霞 张乃静 纪平 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第18期8094-8109,共16页
识别生态安全格局(ESP)对于区域经济可持续发展和生态保护平衡具有重要意义。面向珠三角国家森林城市群规划建设,应用形态学空间格局分析(MSPA)、电路理论、空间设计网络分析(sDNA)等方法,通过构建珠三角森林城市群建设前后的生态廊道网... 识别生态安全格局(ESP)对于区域经济可持续发展和生态保护平衡具有重要意义。面向珠三角国家森林城市群规划建设,应用形态学空间格局分析(MSPA)、电路理论、空间设计网络分析(sDNA)等方法,通过构建珠三角森林城市群建设前后的生态廊道网络,识别了景观形态、拓扑连通性及其指示的生态格局时空演变,结合规划功能区的土地利用变化和网络连通特征,探讨了珠三角森林城市群生态安全格局空间优化的识别结果。研究结果表明:(1)2015、2020年生态景观形态变化,生态源地核心(core)类型面积和生态廊道长度占比明显增加,分别为14.97%、0.40%,生态斑块聚集与连通增加是当前生态格局变化的主要特征;(2)珠三角的东部、西部森林生态屏障和南部沿海生态防护带(两屏一带)的连通性潜力明显增加,高、中高、中低连通性的生态廊道占比分别增加2.65%、6.98%和8.25%,形成合理提升的生态网络连通结构。(3)集成生态源地重要性与生态廊道连通性、生态断裂点的优化目标,从生态点-线-面基质构建优先保护修复区识别准则,结果识别得到优先保护的重要生态源地面积为14656.06km^(2),优先修复的生态廊道有930.69km及246个断裂点,进一步为空间优化识别与安全格局提升探明路径。总体上,2020年珠三角森林城市群建设提升了“两屏一带”的生态安全格局,生态源地与网络连通性的增加揭示了城市群中心生态格局的提升和沿海防护带生态修复优化空间的识别结果,指示了加强城市群与沿海生态廊道建设的必要性,从工程修复视角为森林城市群生态安全格局识别与空间优化提供科学参考依据。 展开更多
关键词 珠三角 森林城市群 生态安全 网络连通性 优先保护修复区
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问答式林业预训练语言模型ForestBERT 被引量：3
2
作者 谭晶维 张怀清 +2 位作者 刘洋 杨杰 郑东萍 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期99-110,共12页
【目的】针对林业文本利用率低、通用领域预训练语言模型对林业知识理解不足以及手动标注数据耗时费力等问题,基于大量林业文本,提出一种融合林业领域知识的预训练语言模型,并通过自动标注训练数据,高效实现林业抽取式问答,为林业决策... 【目的】针对林业文本利用率低、通用领域预训练语言模型对林业知识理解不足以及手动标注数据耗时费力等问题,基于大量林业文本,提出一种融合林业领域知识的预训练语言模型,并通过自动标注训练数据,高效实现林业抽取式问答,为林业决策管理提供智能化信息服务。【方法】首先,基于网络爬虫技术构建包含术语、法律法规和文献3个主题的林业语料库,使用该语料库对通用领域预训练语言模型BERT进行继续预训练,再通过掩码语言模型和下一句预测这2个任务进行自监督学习,使BERT能够有效地学习林业语义信息,得到具有林业文本通用特征的预训练语言模型ForestBERT。然后,对预训练语言模型mT5进行微调,实现样本的自动标注,通过人工校正后,构建包含3个主题共2280个样本的林业抽取式问答数据集。基于该数据集对BERT、RoBERTa、MacBERT、PERT、ELECTRA、LERT 6个通用领域的中文预训练语言模型以及本研究构建的ForestBERT进行训练和验证,以明确ForestBERT的优势。为探究不同主题对模型性能的影响,分别基于林业术语、林业法律法规、林业文献3个主题数据集对所有模型进行微调。将ForestBERT与BERT在林业文献中的问答结果进行可视化比较,以更直观展现ForestBERT的优势。【结果】ForestBERT在林业领域的抽取式问答任务中整体表现优于其他6个对比模型,与基础模型BERT相比,精确匹配(EM)分数和F1分数分别提升1.6%和1.72%,在另外5个模型的平均性能上也均提升0.96%。在各个模型最优划分比例下,ForestBERT在EM上分别优于BERT和其他5个模型2.12%和1.2%,在F1上分别优于1.88%和1.26%。此外,ForestBERT在3个林业主题上也均表现优异,术语、法律法规、文献任务的评估分数分别比其他6个模型平均提升3.06%、1.73%、2.76%。在所有模型中,术语任务表现最佳,F1的平均值达到87.63%,表现较差的法律法规也达到82.32%。在文献抽取式问答任务中,ForestBERT相比BERT可提供更准确、全面的答案。【结论】采用继续预训练的方式增强通用领域预训练语言模型的林业专业知识,可有效提升模型在林业抽取式问答任务中的表现,为林业文本和其他领域的文本处理和应用提供一种新思路。 展开更多
关键词 林业文本 BERT 预训练语言模型 特定领域预训练 抽取式问答任务 自然语言处理
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信息技术在森林生态保护中的应用现状、问题与发展 被引量：1
3
作者 胡兴涛 简帅 +4 位作者 张怀清 张明 刘洋 邱汉清 许新桥 《陆地生态系统与保护学报》 2024年第5期63-70,共8页
信息技术作为森林生态保护的重要支撑技术之一,在森林资源监测管理、野生动植物保护、灾害防治和生物多样性保护等领域得到了广泛应用。当前,信息技术在提升数据采集效率、实现智能分析和辅助决策、推动森林生态保护智能化发展方面发挥... 信息技术作为森林生态保护的重要支撑技术之一,在森林资源监测管理、野生动植物保护、灾害防治和生物多样性保护等领域得到了广泛应用。当前,信息技术在提升数据采集效率、实现智能分析和辅助决策、推动森林生态保护智能化发展方面发挥了重要作用。然而,其应用仍面临数据采集效率不高、智能分析与决策能力不足、智能化水平有待提高,以及与森林生态保护业务融合度较低等问题。为此,重点总结了信息技术在森林生态环境保护、资源与生物多样性保护、灾害防治预警和生态保护管理决策等方面的应用现状,归纳了其在森林生态保护中的实际问题和技术瓶颈。最后,结合我国森林生态保护领域的发展战略部署和实际需求,展望了信息技术在森林生态保护中的未来发展方向,旨在推动信息技术更好地服务于森林生态保护,促进新质生产力的形成与发展。 展开更多
关键词 森林生态保护 信息技术 新质生产力
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基于多源遥感数据的灌丛化草原识别技术研究 被引量：2
4
作者 张词谦 孙斌 +2 位作者 洪亮 高志海 王丝丝 《航天返回与遥感》 CSCD 北大核心 2022年第4期123-137,共15页
为探索遥感技术在灌丛化草原空间分布识别方面的应用潜力,文章采用GF-2、GF-3和GF-6等多源遥感数据,利用随机森林算法和灌丛植被覆盖度估测模型,分别从分类识别和定量提取角度对内蒙古正镶白旗开展多尺度的灌丛化草原遥感识别技术研究... 为探索遥感技术在灌丛化草原空间分布识别方面的应用潜力,文章采用GF-2、GF-3和GF-6等多源遥感数据,利用随机森林算法和灌丛植被覆盖度估测模型,分别从分类识别和定量提取角度对内蒙古正镶白旗开展多尺度的灌丛化草原遥感识别技术研究。结果表明:1)GF-6的纹理信息和GF-3的极化信息对提取灌丛植被覆盖度信息贡献度最高,但在不同尺度下差异明显,整体上尺度较小时纹理信息占优,尺度增大时,极化信息优势凸显;2)二元二次灌丛植被覆盖度估测模型效果最优,在多尺度下均比次优的估测模型精度提高5.95%,23.84%和20.74%;3)基于随机森林算法的草原灌丛化分类识别准确率随尺度增大而降低,整体上均低于以灌丛植被覆盖度为基础的定量监测结果。该研究的部分成果可为我国北方草原的监督管理及合理利用提供一定技术支撑。 展开更多
关键词 灌丛化草原 多源数据 多尺度 随机森林 多元二次模型 遥感应用
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基于无人机的柠条锦鸡儿生物量遥感估测 被引量：1
5
作者 吴家敏 王亚欣 +3 位作者 孙斌 马志杰 孙维娜 洪亮 《林业科学》 北大核心 2025年第6期13-24,共12页
【目的】运用无人机数据,通过面向对象方法对鄂尔多斯市柠条锦鸡儿进行单株识别,对比RF、SVR、XGBoost机器学习算法,实现单株柠条锦鸡儿的高精度提取及生物量精准估测,为干旱地区环境保护、碳储量研究等提供参考。【方法】综合利用无人... 【目的】运用无人机数据,通过面向对象方法对鄂尔多斯市柠条锦鸡儿进行单株识别,对比RF、SVR、XGBoost机器学习算法,实现单株柠条锦鸡儿的高精度提取及生物量精准估测,为干旱地区环境保护、碳储量研究等提供参考。【方法】综合利用无人机载多光谱和激光雷达数据,融合光谱和垂直结构信息,基于面向对象方法开展单株柠条锦鸡儿高精度提取研究。在此基础上,通过对比随机森林(RF)、支持向量回归(SVR)和极端梯度提升决策树(XGBoost)3种机器学习算法,进行生物量的遥感精准估测。【结果】1)利用无人机获取超高分辨率影像数据,通过LSMS分割算法和SVM分类器能够实现单株柠条锦鸡儿的高精度识别,各样方柠条锦鸡儿的分割准确率在86%以上,总样方准确率在90%以上,欠分割和过分割误差在6%以下,总体分类精度达91.51%。2)基于支持向量机的递归特征消除(SVM-RFE)方法筛选出对生物量建模贡献度高的17个变量,其中包括2个平面特征和15个高度变量,高度变量对生物量的累计贡献度显著高于平面特征(8.7 vs.1.39)。3)与RF和SVR模型相比,XGBoost模型对柠条锦鸡儿的单株生物量具有更高的估测结果(R^(2)=0.95,RMSE=259.57 g,MAE=157.51 g),尤其在生物量低于2000 g时效果最佳。4)通过UAV-LiDAR提取的多个植被垂直结构信息,反映出植被内部生长的多样性和垂直复杂性,有助于提升生物量估测精度。此外,综合考虑高度的平均绝对偏差、变异系数、方差、高度百分位数等多维度高度变量进行生物量预测,相比单一的最大值高度变量指标更具优势。【结论】利用LSMS分割和SVM分类方法提取单株灌木,为单株植被的识别提供了技术参考;引入多维度的点云高度指标参与生物量估测,弥补了单一多光谱数据对柠条锦鸡儿垂直结构信息的缺失,提高了生物量估测精度;XGBoost模型为干旱区小尺度的灌木生物量估测提供了新的视角和工具;基于无人机数据获取的高分辨率影像和点云数据,避免了对当地生态环境造成破坏,尤其是在脆弱的沙地区域。 展开更多
关键词 柠条锦鸡儿 无人机 生物量 极端梯度提升决策树 激光雷达数据
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松嫩鹤乡国家公园创建潜力区土地生境质量演化及多情景预测
6
作者 禹丝思 蔡尚书 +2 位作者 张生瑞 黄嘉诚 金崑 《林业科学》 北大核心 2025年第7期208-219,共12页
【目的】构建基于多源遥感数据、土地利用变化模拟及生态评估模型的综合分析框架,系统解析松嫩鹤乡国家公园创建潜力区土地生境质量的时空演变特征及未来发展趋势,为国家公园空间优化与生态管理提供科学支撑。【方法】为探索土地利用变... 【目的】构建基于多源遥感数据、土地利用变化模拟及生态评估模型的综合分析框架,系统解析松嫩鹤乡国家公园创建潜力区土地生境质量的时空演变特征及未来发展趋势,为国家公园空间优化与生态管理提供科学支撑。【方法】为探索土地利用变化对生境质量的影响,本研究以1990—2020年松嫩鹤乡国家公园创建潜力区的土地利用变化数据为基础,设定自然发展、城镇发展、耕地保护和生态保护4种未来情景,利用PLUS模型模拟2035年土地利用格局,并结合InVEST模型评估生境质量,进一步分析历史阶段和未来情景下生境质量的演变趋势及其主要驱动因素。【结果】研究结果表明,核心生态栖息地及适宜生态栖息地主要分布于林地、草地和湿地,而耕地及建设用地的生境质量相对较低。1990—2020年,研究区的土地利用结构发生显著变化,耕地与建设用地持续扩张,面积占比分别增加4.37%和8.31%,林地、草地及湿地面积减少,面积占比分别减少1.67%、 2.13%和0.62%,生境质量指数下降0.03,高质量生境面积减少3.61%,生境破碎化趋势加剧。2020—2035年未来情景模拟结果表明,不同土地利用政策对生境质量的影响存在显著差异:在自然发展情景下,生境质量呈现两极分化趋势,核心生态栖息地与受损生态区增幅分别为0.03%和0.97%,而其他生境面积减少0.05%~0.14%;城镇发展情景导致生态退化加剧,受损生态区面积增加0.04%,不适宜栖息地面积增加1.29%;耕地保护情景能在一定程度上维持核心生态栖息地的稳定性,但对整体生境质量的提升作用有限;生态保护情景有助于提高生境质量,核心生态栖息地和适宜生态栖息地面积分别增加0.12%和0.55%。生境质量对不同土地利用类型的响应表现为非线性特征:林地、草地和湿地对生境质量具有显著的提升作用,耕地、水域、建设用地和裸地对生境质量产生负面效应。【结论】1990—2020年,松嫩鹤乡国家公园创建潜力区土地利用变化导致生态用地退化及生境质量下降。2020—2035年,与自然发展、城镇发展和耕地保护情景相比,生态保护情景表现出最积极的生态恢复趋势,可有效提升生境质量并减少受损生态区。研究强调了土地利用结构调整对生态系统功能的深远影响,对拟建国家公园生态本底调查、边界范围和功能区划定具有重要指导意义。 展开更多
关键词 土地利用 生境质量 情景模拟 国家公园 松嫩鹤乡
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基于激光雷达技术估算钱江源国家公园森林的地上生物量 被引量：9
7
作者 米湘成 余建平 +5 位作者 王宁宁 荚文 任海保 陈磊 庞勇 马克平 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第10期77-84,共8页
【目的】采用激光雷达结合地面调查的方法,拟合并预测钱江源国家公园森林的地上生物量,为国家公园森林生态系统保护和动物生境质量评估提供基础数据。【方法】采用冠层结构指数量化亚热带常绿阔叶林的冠层高度和垂直复杂度,并结合地面... 【目的】采用激光雷达结合地面调查的方法,拟合并预测钱江源国家公园森林的地上生物量,为国家公园森林生态系统保护和动物生境质量评估提供基础数据。【方法】采用冠层结构指数量化亚热带常绿阔叶林的冠层高度和垂直复杂度,并结合地面调查数据和地形数据,用模型拟合和预测钱江源国家公园的地上生物量。【结果】冠层结构指数中,与地上生物量的相关程度从大到小依次为冠层平均高度、冠层垂直复杂度、冠层最大高度。钱江源国家公园生物量分布主要在27.24~210.31 Mg/hm^(2)(0.05~0.95分位数),平均为111.21 Mg/hm^(2),总的生物量约为2.57×10^(6) Mg。【结论】结合冠层指数和地形变量能较好地模拟和预测钱江源国家公园地上生物量。钱江源国家公园有大面积低海拔集中分布的常绿阔叶林,冠层平均高度和冠层垂直复杂度都比较大,地上生物量高;同时,也有大面积人工林和次生林,这些人工林和次生林主要分布在国家公园成立后才开始保护的两个片区,冠层平均高度和冠层垂直复杂度小,地上生物量较低,有待进一步恢复。 展开更多
关键词 地上生物量 遥感 激光雷达 冠层结构指数 常绿阔叶林 钱江源国家公园
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2000~2020年锡林郭勒草原植被覆盖时空动态变化及影响因素分析 被引量：1
8
作者 孙斌 王燕 +3 位作者 郭晔 吴家敏 李长龙 黄海广 《中国草地学报》 CSCD 北大核心 2024年第11期11-22,共12页
锡林郭勒盟生态地位十分重要,因此定量分析其植被覆盖度时空分布变化特征及驱动因素具有重要意义。本研究首先针对草原植被结构特征,基于优化的多角度像元二分模型构建了锡林郭勒草原2000~2020年植被覆盖度数据集,然后分析了覆盖度的时... 锡林郭勒盟生态地位十分重要,因此定量分析其植被覆盖度时空分布变化特征及驱动因素具有重要意义。本研究首先针对草原植被结构特征,基于优化的多角度像元二分模型构建了锡林郭勒草原2000~2020年植被覆盖度数据集,然后分析了覆盖度的时空变化特征,最后利用地理探测器研究了植被覆盖度变化的影响因素。结果表明:(1)2000~2020年锡林郭勒草原植被覆盖度呈“东高西低”的分布格局,不同生态功能区覆盖度差异较大,覆盖度主要集中在0.2~0.6;不同生态亚区植被覆盖度变化趋势基本一致,呈现波动增长趋势。(2)锡林郭勒草原不同生态功能区植被覆盖度变化差异明显,整体呈上升趋势,显著上升区为11.99%,主要分布在大兴安岭南部落森林草原生态亚区南部,锡林郭勒典型草原生态亚区北部和西部,阴山山地落叶灌丛-草原生态亚区的东部和内蒙古高原荒漠草原生态亚区中部和东南部;14.21%的像元覆盖度显著下降,集中分布在大兴安岭南部落森林草原生态亚区北部、锡林郭勒典型草原生态亚区中部条带状区域和南部以及坝上高原草原与农业生态亚区,需要重点关注。(3)湿润程度是锡林郭勒草原植被覆盖度变化的主要驱动因素,降水的影响力次之,两者与覆盖度均为正相关关系,且湿润指数对中等覆盖度区域影响力较大;气温对覆盖度的驱动力最小,两者为负相关关系。该研究期望为锡林郭勒草原生态保护与合理利用提供科学支撑。 展开更多
关键词 多角度像元二分模型 地理探测器 生态功能区 气候驱动 锡林郭勒盟
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基于遥感技术的森林树种识别研究进展 被引量：19
9
作者 李华玉 陈永富 +2 位作者 陈巧 王娟 张超 《西北林学院学报》 CSCD 北大核心 2021年第6期220-229,共10页
基于遥感手段的森林类型/树种(组)的精准识别是森林参数提取和计算的前提,是林业遥感领域的研究前沿,可为宏观尺度快速获取森林资源信息提供重要途径。对多源遥感数据在森林树种识别中的应用研究进行总结分析发现,当前基于遥感数据的树... 基于遥感手段的森林类型/树种(组)的精准识别是森林参数提取和计算的前提,是林业遥感领域的研究前沿,可为宏观尺度快速获取森林资源信息提供重要途径。对多源遥感数据在森林树种识别中的应用研究进行总结分析发现,当前基于遥感数据的树种识别已成为林业遥感的研究热点。利用卫星遥感数据和近地低空遥感数据结合随机森林、支持向量机等分类方法进行树种识别已相对成熟。近年来,无人机技术不断发展,以其灵活性强的特点在林业中有较强的应用潜力,在计算机技术、数字图像处理技术和机器学习领域不断发展成熟背景下,低空遥感数据结合深度学习技术应用于森林树种的精确识别是值得深入研究的科学问题。 展开更多
关键词 树种识别 遥感技术 无人机遥感 深度学习
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基于变化更新的中东欧国家森林覆盖制图
10
作者 王春玲 史锴源 +1 位作者 庞勇 蒙诗栎 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期116-126,共11页
[目的]分析中东欧国家森林资源覆盖状况,了解中东欧各国林业的现实情形和独特优势,为中国与中东欧国家加强林业合作提供基础数据。[方法]基于Google Earth Engine(GEE)平台获取中东欧国家2020年生长季无云影像,利用随机森林算法对影像... [目的]分析中东欧国家森林资源覆盖状况,了解中东欧各国林业的现实情形和独特优势,为中国与中东欧国家加强林业合作提供基础数据。[方法]基于Google Earth Engine(GEE)平台获取中东欧国家2020年生长季无云影像,利用随机森林算法对影像进行分类,应用连续变化检测和分类算法得到森林变化信息并更新初步分类结果,最终获得中东欧国家土地覆盖分类结果。利用欧盟统计局土地利用/覆盖区域框架调查(LUCAS)数据、目视解译数据以及联合国粮农组织统计数据(FAOSTAT)对本研究分类结果进行验证和评估,结合谷歌高分辨率影像对制图结果进行分析。[结果]本研究分类结果利用LUCAS数据和目视解译数据的森林类型用户精度分别为0.930和0.911,生产者精度分别为0.860和0.956,总体精度分别为0.810和0.881,整体上优于GlobeLand30 2020产品(森林类型用户精度分别为0.920和0.900,生产者精度分别为0.690和0.840,总体精度分别为0.700和0.832)。根据研究结果计算出中东欧国家总体森林覆盖率为39.6%,相比GlobeLand30 2020结果(34.4%),与FAOSTAT的森林覆盖率(40.0%)更接近。目视上看,本制图结果在细节刻画上比GlobeLand30 2020产品更丰富,更能准确反映森林分布特征。截至2020年,中东欧国家森林覆盖呈北部、东南地区和西南地区丰富密集,中部分布广泛且相对较少的特点,爱沙尼亚、拉脱维亚、斯洛文尼亚、黑山等国家森林分布茂密,波兰、匈牙利等国家森林分布较为稀少。[结论]针对中东欧国家森林覆盖应用需求,本研究提出基于产品变化更新的森林覆盖制图方法,生产了中东欧国家2020年森林覆盖产品。本研究方法可为大区域森林覆盖制图提供新的借鉴和参考,结果有助于宏观了解中东欧国家森林覆盖状况。 展开更多
关键词 中东欧国家 Google Earth Engine 森林资源 遥感监测
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基于无人机遥感的森林参数信息提取研究进展 被引量：19
11
作者 王娟 陈永富 +2 位作者 陈巧 李华玉 张超 《林业资源管理》 北大核心 2020年第5期144-151,共8页
近年来,无人机遥感技术因其机动灵活、时效性强、成本低等优势成为了卫星遥感及有人机遥感技术的有益补充,并逐渐成为了森林资源调查与监测的新技术手段。从森林参数提取的角度出发,首先,介绍无人机在森林参数信息提取中的优势,并对无... 近年来,无人机遥感技术因其机动灵活、时效性强、成本低等优势成为了卫星遥感及有人机遥感技术的有益补充,并逐渐成为了森林资源调查与监测的新技术手段。从森林参数提取的角度出发,首先,介绍无人机在森林参数信息提取中的优势,并对无人机平台类型及其搭载的传感器的应用进行系统阐述;然后,对无人机遥感技术在冠幅、树高、生物量和蓄积量等森林参数信息获取方面的相关研究进展进行分析;最后,对无人机技术在森林参数信息提取方面存在的问题进行探讨,并对未来无人机在森林参数信息提取方面的应用进行展望。 展开更多
关键词 无人机遥感 森林参数 传感器 信息提取
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基于优化三角形植被指数(TVI)的灌丛化草原植被地上生物量遥感估测方法研究 被引量：3
12
作者 许政勇 孙斌 +4 位作者 张王菲 李毅夫 闫紫钰 岳巍 滕思翰 《草业学报》 CSCD 北大核心 2023年第10期1-14,共14页
灌丛化已经成为草原生态系统中重要的生态问题,而灌丛化草原植被地上生物量(AGB)的精细化估测对于开展区域生态系统碳循环研究有着重要的科学意义。受土壤背景噪声和植被生长结构特征差异的双重影响,现有常见植被指数在灌丛化草原区域构... 灌丛化已经成为草原生态系统中重要的生态问题,而灌丛化草原植被地上生物量(AGB)的精细化估测对于开展区域生态系统碳循环研究有着重要的科学意义。受土壤背景噪声和植被生长结构特征差异的双重影响,现有常见植被指数在灌丛化草原区域构建AGB估算模型时表现极不稳定。针对这一问题,基于Sentinel-2遥感数据,通过优化三角形植被指数(TVI)开展灌丛化草原植被AGB遥感估测方法研究。研究结果表明:1)在以草本植被为主的区域中,基于绿R560、红边R705和近红R865组合形成的TVI与AGB拟合效果最好,R2达到了0.684;而在以灌丛植被为主的区域中,以基于绿R560、红边R783和近红R842组合形成的TVI与AGB拟合效果最好,R^(2)达到了0.368。2)分析现有常用的12种植被指数对土壤的噪声敏感性时,在以草本植被为主的区域中,增强型植被指数(EVI)对土壤噪声表现最为敏感;在以灌丛植被为主的区域中,修正土壤调节植被指数(MSAVI)表现最为敏感。3)在草本植被为主的区域中,相对于TVI,优化后植被指数草地三角形植被指数(GTVI)构建线性估算模型的交叉验证决定系数(R^(2)CV)提高了0.153、交叉验证均方根误差(RMSECV)减小了12.222 g·m^(-2);在灌丛植被为主的区域中,相对于TVI,优化后植被指数GTVI构建线性估算模型的R^(2)CV提高了0.029、RMSECV减小了1.684 g·m^(-2)。4)与常用的12种植被指数构建的估测模型相比,无论在草本植被区域还是灌丛植被区域,GTVI构建的估测模型都具有最高的精度。该研究结果以期为采用植被指数法开展灌丛化草原植被地上生物量遥感估算提供科学依据和参考。 展开更多
关键词 灌丛化草原 植被地上生物量 植被指数法 优化三角形植被指数
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基于遥感的北京市森林地上碳储量监测 被引量：2
13
作者 贺晨瑞 庞丽峰 +2 位作者 谭炳香 黄逸飞 孙学霞 《西北林学院学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期162-170,265,共10页
城市是CO_(2)排放的主要区域,推动城市碳减排与低碳发展对于早日实现“双碳”战略具有重要帮助。城市森林碳储量是反映城市CO_(2)吸收能力和评估生态系统质量的重要指标。以北京市森林为对象,以Landsat8OLI遥感影像、数字高程和森林资... 城市是CO_(2)排放的主要区域,推动城市碳减排与低碳发展对于早日实现“双碳”战略具有重要帮助。城市森林碳储量是反映城市CO_(2)吸收能力和评估生态系统质量的重要指标。以北京市森林为对象,以Landsat8OLI遥感影像、数字高程和森林资源二类调查数据为数据源,采用逐步回归分析、递归消除算法和Boruta算法进行特征选择,然后采用多元线性回归模型、BP神经网络、随机森林算法以及极端梯度提升算法模型(XGBoost)进行北京市森林AGC模型构建,最后选择效果最好的模型对北京市整体森林AGC进行反演估测。结果表明:1)基于Boruta算法选择特征集进行4种AGC模型构建时,其R 2是最好的,优于SRA与RFE选择方法;2)XGBoost算法构建的森林AGC模型的精度最高,其根据Boruta算法选择特征集得到的训练集、测试集R^(2)、RMSE、RRMSE分别为0.95、0.69、3.16、5.18、17.70%、21.49%;3)2014年北京市总体森林AGC为8931820.34 t,与实际值差距较小;在空间分布上均呈西北部高、中部及东南部低的现象;密云区、怀柔区及延庆区森林AGC较多,而朝阳区、丰台区及石景山区较少。总体上说,基于Boruta的特征选择与现代集成的XGBoost森林AGC模型有着较好的估测效果。该研究为超大城市森林AGC精准监测提供了技术支撑。 展开更多
关键词 城市森林 碳储量 XGBoost模型 Boruta算法 北京市
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基于注意力机制的鸟类声音识别模型——以神农架国家公园为例 被引量：1
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作者 刘昱坤 邓广 +4 位作者 于新文 陈艳 郭安琪 杨蔡芸 李奕阳 《陆地生态系统与保护学报》 2024年第3期39-48,共10页
【目的】针对传统鸟鸣声识别方法中特征提取不全面等问题,提出一种基于注意力机制的鸟声识别模型,以期提高鸟声识别精度,完善鸟类监测体系。【方法】对ResNet34模型进行卷积核优化,引入注意力机制——CBAM模块,并对CBAM模块结构进行优化... 【目的】针对传统鸟鸣声识别方法中特征提取不全面等问题,提出一种基于注意力机制的鸟声识别模型,以期提高鸟声识别精度,完善鸟类监测体系。【方法】对ResNet34模型进行卷积核优化,引入注意力机制——CBAM模块,并对CBAM模块结构进行优化,构建CRNet识别模型。利用xeno-canto网络数据库构建的神农架珍稀鸟类数据集对模型进行验证分析,以实现神农架国家公园鸟类的声音识别。【结果】1)在模型精度方面,所提出的鸟类声音识别模型对鸟类声音识别的准确率可达89%,相比CBAM-ResNet和ResNet34模型,准确率分别提升了2%与9%。模型在大多数类别上的预测效果良好,准确率在85%以上。2)在模型参数方面,CRNet的参数量为5.36 M,计算量为73.33 M,相比ResNet34的参数量降低了约75%,同时计算量相比ResNet34降低了约3%。3)与其它深度学习模型进行了对比,表明CRNet在F1分数、mAP、准确率的结果均优于MelResNet和VGG11。【结论】提出的神农架鸟类声音识别模型具有较高的识别准确率,为神农架国家公园的鸟类保护与监测提供了技术支撑。 展开更多
关键词 鸟类监测 鸟声识别 注意力机制
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协同主被动遥感数据的湖南典型草地地上生物量估测
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作者 黄逸飞 谭炳香 +3 位作者 陈振雄 李骁尧 杜志 伍汉斌 《陆地生态系统与保护学报》 2024年第6期32-46,共15页
【目的】探索主被动遥感影像和不同模型对湖南草地地上生物量(Aboveground Biomass,AGB)的估测效应,为准确监测湖南草地AGB的空间分布提供技术支持。【方法】以湖南省南山、南滩2大草场为研究区,基于Sentinel-1A、Sentinel-2A遥感数据和... 【目的】探索主被动遥感影像和不同模型对湖南草地地上生物量(Aboveground Biomass,AGB)的估测效应,为准确监测湖南草地AGB的空间分布提供技术支持。【方法】以湖南省南山、南滩2大草场为研究区,基于Sentinel-1A、Sentinel-2A遥感数据和DEM地形数据,通过对比2种样本集、3种遥感数据源、3种模型方法构建的模型精度,确定最佳模型。【结果】结果表明,联合主被动遥感数据的随机森林(Random Forest,RF)模型估测精度最高,测试集R^(2)最高可达0.75。用最优RF模型对两草场的草地AGB进行反演:南山草场AGB最大值为386.91 g/m^(2),最小值为148.20 g/m^(2);南滩草场AGB最大值为454.08 g/m^(2),最小值为66.97 g/m^(2)。【结论】1)与单一数据源相比,协同使用主被动遥感数据能进一步提高草地AGB的估测精度;2)多元线性回归(Multiple Linear Regression,MLR)、RF、支持向量机(Support Vector Machine,SVM)3种估测模型中,RF模型估测精度最高、可迁移性最好,SVM次之,MLR最低;3)蓝光波段、近红外、全色归一化植被指数、VH极化后向散射系数和纹理因子对草地AGB估测贡献性显著;4)尽管AGB估测模型会受到地理位置、植被特征的影响,但不同草地样本信息的加入能有效减小差异,实现较好的预测效果。 展开更多
关键词 Sentinel-1 Sentinel-2 主被动遥感 草地 地上生物量
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林木基因型-环境互作算法研究进展与思考 被引量：2
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作者 葛晓宁 许新桥 +8 位作者 张怀清 张京 杨杰 崔泽宇 傅汝饶 梁金洁 邹添华 王林龙 刘洋 《林业科学》 北大核心 2025年第3期1-15,共15页
随着全球气候变化,传统的林木育种方式面临挑战,难以满足快速气候适应与资源优化配置的迫切需求。林木基因型(G)与环境(E)之间的复杂互作关系是林木生长发育研究的核心,阐明G×E互作机制以提高林木育种效率和精准度成为研究的重点... 随着全球气候变化,传统的林木育种方式面临挑战,难以满足快速气候适应与资源优化配置的迫切需求。林木基因型(G)与环境(E)之间的复杂互作关系是林木生长发育研究的核心,阐明G×E互作机制以提高林木育种效率和精准度成为研究的重点。本文围绕林木基因型-环境互作算法的相关研究进展,解析基因型与环境互作对表型特性塑造的机制,包括基因组与表型特征形成的关联机制、环境因子对表型的影响等;探讨多源异构数据融合在解析互作机制和育种中的应用,涵盖数据挖掘技术、融合策略和实时数据处理;阐述基因型与环境互作算法在林木育种中的演变与应用,包括历史演变、在性状预测和分析中的应用等;介绍林木基因型与环境互作算法研发体系,涉及数据获取、融合、算法设计和模型优化。最后,提出林木基因型-环境互作未来研究的方向,结合可解释人工智能、数据融合、育种验证和气候适应性预测,为林木育种提供更精准的预测工具和决策支持,尤其在应对气候变化挑战时,推动林木的生态适应性与生产力提升。 展开更多
关键词 基因型-环境互作 林木育种 数据融合 机器学习 深度学习
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森林碳储量遥感卫星现状及趋势 被引量：16
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作者 庞勇 李增元 +3 位作者 余涛 刘清旺 赵磊 陈尔学 《航天返回与遥感》 CSCD 北大核心 2022年第6期1-15,共15页
“二氧化碳排放于2030年前达到峰值,2060年前实现碳中和”是统筹中国国内经济社会发展与全球应对气候变化协同共赢的重大战略。森林生态系统是陆地生态系统的主体,在减缓温室效应、维持全球碳平衡中起着极其重要的作用。精准计量森林生... “二氧化碳排放于2030年前达到峰值,2060年前实现碳中和”是统筹中国国内经济社会发展与全球应对气候变化协同共赢的重大战略。森林生态系统是陆地生态系统的主体,在减缓温室效应、维持全球碳平衡中起着极其重要的作用。精准计量森林生态系统的碳储量,可以加深对全球碳循环过程的理解,为“双碳”目标的实现提供科学支撑。近年来,卫星遥感技术迅猛发展,多类型的光学遥感数据、激光雷达遥感数据、合成孔径雷达数据等,为森林碳储量的定量估测提供了丰富、可靠的数据源。文章综述了森林碳储量遥感卫星载荷技术发展现状及趋势,分析了森林碳储量遥感卫星常用观测模式,论述了森林碳储量地面真实性检验系统发展状况。文章可为森林碳储量遥感卫星设计与应用提供有益参考。 展开更多
关键词 森林碳储量 遥感卫星 光学遥感 激光雷达 合成孔径雷达 遥感应用
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中国天然林保护工程区森林覆盖遥感监测 被引量：25
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作者 庞勇 蒙诗栎 +9 位作者 史锴源 余涛 王晓慧 牛晓栋 赵旦 刘良云 冯敏 覃先林 王强 佃袁勇 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第13期5080-5092,共13页
天然林资源保护工程(天保工程)自1998年开始实施至2020年底结束,标志着我国林业由以木材生产为主向以生态建设为主进行转变,对天然林资源开展定量监测与评估,有助于全面、及时、科学地评价天保工程对森林资源的保护成效。基于公开发布... 天然林资源保护工程(天保工程)自1998年开始实施至2020年底结束,标志着我国林业由以木材生产为主向以生态建设为主进行转变,对天然林资源开展定量监测与评估,有助于全面、及时、科学地评价天保工程对森林资源的保护成效。基于公开发布的土地覆盖产品,利用新的遥感数据合成算法构建了森林类型综合提升方法,生产了一套我国天保工程区的森林覆盖产品,对天保工程区1997年至2020年间的森林覆盖情况开展监测与评估。利用中国森林生态系统定位研究网络数据(CFERN)、森林资源规划设计调查数据和地面调查数据进行精度检验,森林类型的分类精度优于90%。分析结果显示,自天保工程实施以来,工程区的森林覆盖度总体呈恢复性增长趋势,森林覆盖从1997年的30.15%增长到2020年的31.74%,净增长1.59%,其中,长江上游地区森林增长量最高,占全工程区森林增长面积的50.97%。研究结果表明我国天保工程区内森林资源得到有效保护和恢复,天保工程实施效果显著。 展开更多
关键词 天保工程 森林资源分布 森林覆盖产品 遥感监测
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天然林资源保护工程区植被覆盖度遥感估算及变化分析 被引量：10
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作者 余涛 庞勇 +3 位作者 蒙诗栎 荚文 李海奎 孙斌 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1-13,共13页
【目的】天然林资源保护工程(简称“天保工程”)实施20多年来有效保护和恢复了工程区的森林资源。工程实施成效除了森林覆盖面积增加,更多的表现为森林资源质量持续提升。为了更好地评估天保工程建设成效,利用植被覆盖度作为定量评价指... 【目的】天然林资源保护工程(简称“天保工程”)实施20多年来有效保护和恢复了工程区的森林资源。工程实施成效除了森林覆盖面积增加,更多的表现为森林资源质量持续提升。为了更好地评估天保工程建设成效,利用植被覆盖度作为定量评价指标,分析天保一期(2000-2010年)、天保二期(2011-2020年)工程实施期间的森林质量变化。【方法】综合年度植被指数合成策略、优化纯植被像元和纯裸土像元值域的动态确定方法,构建改进的像元二分模型,生产天保工程区时间序列的植被覆盖度产品。基于森林资源一类清查郁闭度数据、森林生态系统定位研究网络郁闭度数据、机载高光谱植被覆盖度数据,验证该植被覆盖度产品的精度。在此基础上,分析天保工程林区植被覆盖度的时空变化趋势。【结果】天保一期植被覆盖度均值为0.68,天保二期植被覆盖度均值为0.71,增加了4.41%;工程区植被覆盖度呈现增加趋势的面积占林区总面积的78.22%,而呈减小趋势的面积仅占林区总面积的9.56%。【结论】在中国天保工程森林地区,基于MODIS植被指数产品和改进的像元二分模型生产的植被覆盖度产品的精度高于MODIS产品的精度。自天保工程实施以来,林区植被覆盖度总体上呈现出明显的增加趋势,说明天保工程实施效果显著,森林资源质量持续提升。 展开更多
关键词 天然林资源保护工程 林业遥感 植被覆盖度 像元二分模型 MODIS
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中国北方林间草地分类体系研究
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作者 李毅夫 孙斌 +8 位作者 南志标 刘世荣 高志海 黄晓东 张美男 李长龙 张景波 吴水荣 王琫瑜 《草业学报》 北大核心 2025年第3期175-188,共14页
林间草地作为森林和草地两个相邻生态系统的过渡区,具有重要的生态价值。然而,国内外对其认识存在较大差异,且尚未形成普遍接受的概念和分类体系,限制了对林间草地的生态保护和合理利用。为解决这一问题,在综合分析国内外相关研究成果... 林间草地作为森林和草地两个相邻生态系统的过渡区,具有重要的生态价值。然而,国内外对其认识存在较大差异,且尚未形成普遍接受的概念和分类体系,限制了对林间草地的生态保护和合理利用。为解决这一问题,在综合分析国内外相关研究成果并开展广泛实地调研的基础上,给出了林间草地的科学定义及内涵,即在森林分布区内生长于大面积森林内部或边缘的成片草地,以及与稀疏林木或灌木共生的区域。在充分考虑我国北方林间草地的地理环境特征、可利用性及其在中、高空间分辨率遥感影像中的可辨识性基础上,建立了我国北方林间草地分类体系,包括林窗草地、林缘草地、疏林草地和灌木林草地4个类型及12个亚类。研究结果为我国林间草地的生态保护和可持续利用提供科学支撑。 展开更多
关键词 林间草地 分类体系 林窗草地 林缘草地 疏林草地 灌木林草地
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