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北京市油松一元与二元材积模型研建
1
作者 杨洋 王斌 +4 位作者 冯仲科 郁壮 王珊 付贺宁 王智超 《温带林业研究》 2025年第3期1-8,共8页
【目的】构建基于摄影测量技术的油松材积估算模型,验证无损测量方法在立木材积测算中的适用性,为提升森林资源调查效率提供技术支撑。【方法】以北京市859株油松为研究对象,采用手持式测树超站仪通过摄影测量法获取树高数据,配合围尺... 【目的】构建基于摄影测量技术的油松材积估算模型,验证无损测量方法在立木材积测算中的适用性,为提升森林资源调查效率提供技术支撑。【方法】以北京市859株油松为研究对象,采用手持式测树超站仪通过摄影测量法获取树高数据,配合围尺测定胸径和地径,构建二元材积模型(含胸径和树高因子)、一元胸径材积模型及一元地径材积模型,并系统评价模型精度(R^(2)、SEE、TRE、ASE、MPE、MPSE)。通过伐倒11株样本树实测树高,运用圆台法获取真实材积,对比分析摄影测量树高值与实测树高、模型估算材积与伐倒实测材积的偏差。【结果】所建二元材积模型决定系数最高(R^(2)=0.9590),预估精度最优(SEE=0.0518),总相对误差TRE为-1.24%,平均系统误差ASE为2.53%;一元胸径与地径模型R^(2)分别达0.9401和0.9152。模型验证表明:摄影测量树高与伐倒实测值的平均绝对误差为0.21 m,材积估算值与实测值的相对误差均值低于3.5%。所有模型MPSE指标均小于21%,满足林业行业标准的精度要求(MPSE≤30%)。【结论】基于摄影测量技术构建的油松材积模型具有较高可靠性,其无损测量方式可有效替代传统伐倒测定法,特别适用于城市森林资源监测与保护性调查,为精准测算单木蓄积量提供了高效技术方案。 展开更多
关键词 材积模型 无损测量 油松 北京市
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无人机技术在精准林业中的应用与挑战 被引量：17
2
作者 刘金成 王海明 +5 位作者 何亚琼 王明慧 栗广才 于东海 赵鹏祥 冯仲科 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期14-24,共11页
森林是陆地生态系统的主体和国家生态安全的保障。随着信息化技术的发展,无人机作为智能化装备的代表,在森林精准调查、设计和管理等方面发挥了关键作用。近年来,随着精准林业的发展以及无人机技术的应用,如何有效协同无人机技术和林业... 森林是陆地生态系统的主体和国家生态安全的保障。随着信息化技术的发展,无人机作为智能化装备的代表,在森林精准调查、设计和管理等方面发挥了关键作用。近年来,随着精准林业的发展以及无人机技术的应用,如何有效协同无人机技术和林业发展需求,实现森林质量精准提升和可持续发展,成为林业研究的重点和热点问题。该文从林业无人机系统及关键技术、研究现状、应用进展以及挑战等方面对近年无人机技术在精准林业中的应用进行阐述,重点探讨了无人机技术在森林资源调查监测、病虫害预警、火灾防控、林业植保、林业管理与执法等方面的应用,并分析了无人机技术在精准林业中面临的机遇和挑战,以期为无人机技术助力精准林业发展提供有益参考。 展开更多
关键词 无人机 遥感 精准林业 关键技术 应用前景
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北京市山体滑坡空间格局与分异机制——以门头沟区“23·7”暴雨事件为例 被引量：1
3
作者 廖凇 任博宇 +3 位作者 殷梦希 张守红 于伯华 曹云锋 《中国水土保持科学》 CSCD 北大核心 2024年第5期53-62,共10页
受台风“杜苏芮”影响,2023年7月底至8月初,京津冀地区发生强降雨过程并导致北京西南部门头沟区等地发生山体滑坡灾害。深入分析本次山体滑坡灾害的空间分异格局与影响机制,对认识北京山区强降雨过程山体滑坡的成灾机制,合理制订流域治... 受台风“杜苏芮”影响,2023年7月底至8月初,京津冀地区发生强降雨过程并导致北京西南部门头沟区等地发生山体滑坡灾害。深入分析本次山体滑坡灾害的空间分异格局与影响机制,对认识北京山区强降雨过程山体滑坡的成灾机制,合理制订流域治理方案以降低区域水土流失风险具有重要意义。利用国产高分卫星影像及辅助资料,精确提取滑坡信息,并运用地统计方法对滑坡空间格局与分异机制进行系统分析。结果显示:门头沟区此次洪灾过程中形成单体面积100 m^(2)以上的滑坡5680个,总面积约5.85 km^(2),滑坡空间分布呈现明显的局部聚集性特征。进一步分析发现,滑坡严重度的异质性空间分布模式与地形坡度、植被覆盖度和土地覆盖类型等因素密切相关:1)随着坡度增加,滑坡密度与平均面积逐渐增大,且单体滑坡面积的变异特征减小;2)植被盖度增大则有效降低滑坡点密度与单体滑坡面积;3)地表生产扰动水平在一定程度上影响滑坡严重程度,裸地及农田等受生产活动扰动较大区域单体滑坡的规模更大,自然植被区域林地覆盖地表的单体滑坡规模相较于灌木覆盖地表更小。研究表明:虽然降雨是诱发研究区大规模山体滑坡的直接原因,地形坡度、植被盖度和人为扰动等对滑坡灾害的空间分异特征存在重要影响。研究结果可为以北京为代表的华北地区防灾减灾工程建设和灾后恢复重建提供科学依据。 展开更多
关键词 山体滑坡 遥感监测 空间格局 分异机制 北京“23·7”暴雨
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基于力矩平衡点法的北京市生态系统服务价值时空分布 被引量：11
4
作者 李虹 唐秀美 +3 位作者 赵春江 潘瑜春 郝星耀 郜允兵 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期151-156,共6页
以北京市为例,在计算1993年、2001年和2007年三期土地利用生态系统服务价值的基础上,基于力矩平衡点法分析了生态服务功能价值的重心变化情况,研究了北京市生态系统服务价值分布的时空变化及变化原因。结果表明:北京市生态系统服务总价... 以北京市为例,在计算1993年、2001年和2007年三期土地利用生态系统服务价值的基础上,基于力矩平衡点法分析了生态服务功能价值的重心变化情况,研究了北京市生态系统服务价值分布的时空变化及变化原因。结果表明:北京市生态系统服务总价值先增加后减少,从1993年的297.69亿元增加到2001年的299.05亿元,在2007年又降低到292.12亿元;不同土地利用类型的生态系统服务价值的重心转移情况表明,耕地、草地、湿地的价值重心从1993年到2007年,一直由南向北移动,推动了总价值的重心变化,公园绿地、林地的重心变化始终为由北向南;不同功能生态系统服务价值的重心转移情况表明,废物处理、气候调节、气体调节、食物生产、土壤形成与保护、娱乐文化的价值重心由南向北移动,原材料的价值重心呈由北向南移动,生物多样性的价值重心呈由西向东的移动趋势,而水源涵养的价值重心在1993年到2001年由北向南移动,2001年到2007年则是由南向北移动。研究结果为北京市的政府决策和生态环境保护政策制定提供了依据。 展开更多
关键词 生态系统服务价值 力矩平衡点法 重心 时空变化
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基于光谱特征的北京市冬季城市森林滞尘分布反演研究 被引量：3
5
作者 苏凯 于强 +7 位作者 胡雅慧 刘智丽 王朋冲 张启斌 朱济友 牛腾 裴燕如 岳德鹏 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期1696-1702,共7页
城市森林影响空气中颗粒物的过滤和吸附,可以最大限度地减少空气中颗粒物污染对人体健康的有害影响。特别是在冬季,城市森林中的常绿植物在吸收灰尘和净化空气方面起着重要作用。本研究以北京市区冬季主要的常绿植被大叶黄杨(Euonymus j... 城市森林影响空气中颗粒物的过滤和吸附,可以最大限度地减少空气中颗粒物污染对人体健康的有害影响。特别是在冬季,城市森林中的常绿植物在吸收灰尘和净化空气方面起着重要作用。本研究以北京市区冬季主要的常绿植被大叶黄杨(Euonymus japonicus)为研究对象,设置3类的采样空间,采集1410个叶片,测定叶片除尘前后的高光谱数据以及叶片表面的滞尘量。通过分析不同滞尘程度影响下的叶面光谱响应特性确定敏感波段,建立滞尘前后植被指数比值与滞尘量之间的回归模型,利用Sentinel-2遥感影像反演常绿植被的滞尘分布,并对反演结果进行验证。结果表明,在510~700和758~1480 nm范围内,除尘前叶片的平均光谱反射比小于洁净叶片。封闭区域叶片除尘前后平均光谱反射率的变化小于半封闭区域,开放区域叶片除尘前后的平均光谱反射率变化最大。研究发现红波段和近红外波段对灰尘影响最敏感,与滞尘量具有较高的相关性,利用归一化差异物候指数(NDPI)建立的反演模型:x=0.93969y-0.14504(x为RNDPI的数值,y为滞尘量),决定系数R2达到0.879。反演结果表明,封闭区域的平均滞尘量小于半封闭区域和开放区域,北京城区植被高滞尘量的区域分布在南部较多,植被滞尘量从市中心到周边地区有逐渐降低的趋势。研究叶片滞尘的空间分布,为快速监测城市区域灰尘污染强度与分布提供参考,为进一步探索常绿灌木的滞尘效果,科学指导城市森林建设,改善冬季城市生活环境具有重要意义。 展开更多
关键词 遥感 高光谱 滞尘量 城市森林 大叶黄杨 冬季
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“互联网+”推进森林资源调查走进精准林业新时代 被引量：7
6
作者 冯仲科 《国土绿化》 2019年第2期16-19,共4页
森林资源作为生物圈必备的资源和人类赖以生存的物质基础,如何快速、准确、高效地对森林资源信息进行获取,实现森林资源的科学经营管理与永续利用是林业工作者的工作重点。在我国,森林资源调查亦称作“森林资源监测”,主要包括:一类清... 森林资源作为生物圈必备的资源和人类赖以生存的物质基础,如何快速、准确、高效地对森林资源信息进行获取,实现森林资源的科学经营管理与永续利用是林业工作者的工作重点。在我国,森林资源调查亦称作“森林资源监测”,主要包括:一类清查、二类调查、三类调查以及专业调查。其中,一类清查是为了了解宏观森林资源现状和动态,最后得到的清查结果反映了全国和各省(区、市)的森林资源和生态状况。 展开更多
关键词 森林资源调查 林业工作者 互联网+ 森林资源信息 森林资源监测 一类清查 物质基础 永续利用
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运用随机森林模型对北京市林分蓄积生长量的预测 被引量：20
7
作者 卢婧 冯仲科 《东北林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期7-11,共5页
林分蓄积生长量是森林资源监测的一个重要内容,也是林业经营的决策依据。利用北京市第6~8次森林资源连续清查数据和ClimateAP软件中提取的气候信息,建立了基于随机森林的林分蓄积生长量预测模型,对北京市林分蓄积生长量进行了预测。结... 林分蓄积生长量是森林资源监测的一个重要内容,也是林业经营的决策依据。利用北京市第6~8次森林资源连续清查数据和ClimateAP软件中提取的气候信息,建立了基于随机森林的林分蓄积生长量预测模型,对北京市林分蓄积生长量进行了预测。结果表明:运用随机森林的针叶林、阔叶林、针阔混交林的林分生长模型的R 2分别为0.93、0.94、0.89,拟合效果良好;预测北京市2021年林分蓄积生长量平均值为58.1073 m^3/hm^2,变化范围为7.2846~388.7756 m^3/hm^2,蓄积量平均值由大到小的顺序为针叶林、针阔混交林、阔叶林。 展开更多
关键词 蓄积生长量预测 随机森林模型 森林资源连续清查 北京市
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基于PSR模型的北京市西北生态涵养区生态健康评价研究 被引量：23
8
作者 霍子文 王佳 《中国土地科学》 CSSCI CSCD 北大核心 2020年第9期105-112,共8页
研究目的:作为保障首都生态环境质量与可持续发展的关键区域,北京市西北生态涵养区的生态健康程度反映了生态文明战略部署下首都高质量发展的综合成效。本文通过构建北京市西北生态涵养区健康评价指标体系,评价该区域的生态健康程度,为... 研究目的:作为保障首都生态环境质量与可持续发展的关键区域,北京市西北生态涵养区的生态健康程度反映了生态文明战略部署下首都高质量发展的综合成效。本文通过构建北京市西北生态涵养区健康评价指标体系,评价该区域的生态健康程度,为生态涵养区的可持续发展提供对策建议。研究方法:PSR模型、层次分析法(AHP)。研究结果:(1)基于PSR模型构建的生态健康评价指标体系包括压力、状态和响应系统3个准则层和10个评价指标,涵盖涵养区自然生态和人类活动影响;(2)研究区4个时段的健康指数分别为0.673、0.664、0.650、0.687,生态健康等级为一般。研究结论:北京市西北涵养区生态健康状况较为稳定,在保持西北涵养区建设现有成果的基础上,需要加大生态建设的力度,进一步提高生态健康水平。 展开更多
关键词 土地生态 生态涵养区 生态健康评价 PSR模型
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基于经典质量法的栓皮栎幼苗精准灌溉制度的制定 被引量：3
9
作者 毛海颖 冯仲科 +1 位作者 巩垠熙 闫飞 《东北林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第4期55-59,69,共6页
采用经典质量法分析了5个水分梯度(90%、70%、60%、50%和40%)下北京地区栓皮栎盆栽幼苗的水分需求规律,通过统计分析法筛选出最佳水分梯度为60%,以此梯度下苗木的需水量为标准制定灌溉制度,并利用GIS技术建立灌溉模块,将气象、需水量等... 采用经典质量法分析了5个水分梯度(90%、70%、60%、50%和40%)下北京地区栓皮栎盆栽幼苗的水分需求规律,通过统计分析法筛选出最佳水分梯度为60%,以此梯度下苗木的需水量为标准制定灌溉制度,并利用GIS技术建立灌溉模块,将气象、需水量等数据输入计算机系统对苗木的田间推广进行具体布设,并对其水分需求进行实时监测和控制,以此达到苗木的精准培育和节水目的。 展开更多
关键词 栓皮栎 需水规律 灌溉制度
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面向未来的中国智慧林业:观测仪器体系的演进与发展趋势 被引量：8
10
作者 王智超 马天天 +7 位作者 邵亚奎 孙林豪 李永华 张晓媛 张丽荣 张贵 范文义 冯仲科 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1-15,共15页
森林观测信息的生产是支持智慧林业工作开展的基础和先导。本文以森林观测仪器技术体系的构建历史、现状和未来为切入点,以基础性公共技术的发展脉络为支撑,深入分析森林观测仪器与森林观测需求的耦合程度。传统森林观测仪器体系在时效... 森林观测信息的生产是支持智慧林业工作开展的基础和先导。本文以森林观测仪器技术体系的构建历史、现状和未来为切入点,以基础性公共技术的发展脉络为支撑,深入分析森林观测仪器与森林观测需求的耦合程度。传统森林观测仪器体系在时效性和准确性上已经无法满足日益发展的林业调查的需要,观测仪器存在孤立性高、难以集成、操作繁琐、效率低等问题。这主要是由于当前针对森林观测研究偏重对成熟仪器使用和数据分析,观测仪器的研发偏重算法补偿和集成第三方元件,轻物理结构设计等因素造成。面对基本测量原理鲜有更新、森林观测标准制定滞后于新型技术发展等问题,本文从对观测仪器现在和未来的联合模式进行阐述,从逻辑架构到物理技术层面上分析森林观测仪器联合模式可能在未来出现的发展状况与应用前景。最后,基于当前基础性技术发展的趋势,对可能出现的几种新形态的森林观测仪器进行推测,并以此展望在近未来可能在中国实现的一种智能森林观测体系的雏形。 展开更多
关键词 智慧林业 森林调查 仪器 虚拟化 传感器
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手持式精准立木树高测量装置设计与试验 被引量：3
11
作者 刘海洋 冯仲科 +2 位作者 呼诺 刘金成 于新文 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期129-134,共6页
为解决森林资源调查中树高测量误差大,复杂林分环境树高测量难,倾斜立木树干长度测量不准等问题,以测量学、测树学、电子信息技术、传感器技术和图像处理技术为基础,研制了手持式精准立木树高测量装置。该装置集成了中央处理器、激光测... 为解决森林资源调查中树高测量误差大,复杂林分环境树高测量难,倾斜立木树干长度测量不准等问题,以测量学、测树学、电子信息技术、传感器技术和图像处理技术为基础,研制了手持式精准立木树高测量装置。该装置集成了中央处理器、激光测距仪、高清摄像头、高精度陀螺仪传感器、液晶显示屏、存储器等元器件,利用激光测距传感器获取测量装置与被测树根间的距离,同时获取该装置的仰角信息,再利用图像中心确定树顶位置后获取第2个仰角信息,通过距离信息和角度信息解算测量树高。使用设备贴紧树干测量树干倾斜角度,对于干型弯曲的树木,利用边缘检测算法识别图像树干轮廓边缘,以轮廓近似法提取树干轮廓边缘点,获得树干边缘离散点坐标信息,将线性拟合求得的直线斜率转换为树干倾斜角,利用角度补偿算法完成长势倾斜立木的树长测量。试验结果表明树高测量精度可达98. 04%,倾斜立木测量精度为96. 89%,满足国家森林资源调查的精度要求。 展开更多
关键词 树高 测量设备 手持式 精准测量
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基于测树枪的林火行为参数精准观测研究 被引量：1
12
作者 于淼 冯仲科 徐伟恒 《中南林业科技大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期68-72,共5页
利用手持式测树枪测角、测距功能,根据三角函数和相关数学模型计算提出林火蔓延距离和速度、火焰长度、火场周边长、过火面积等林火行为参数的精准观测方法,实现了林火行为参数观测数字化、内外业一体化。在试验区开展精度验证,结果证明... 利用手持式测树枪测角、测距功能,根据三角函数和相关数学模型计算提出林火蔓延距离和速度、火焰长度、火场周边长、过火面积等林火行为参数的精准观测方法,实现了林火行为参数观测数字化、内外业一体化。在试验区开展精度验证,结果证明:双站测树枪观测林火蔓延距离的精度为99.28%,火场周边长测量精度为99.29%,过火面积测量精度为98.26%,测树枪的观测精度满足林火观测要求。 展开更多
关键词 森林火灾 测树枪 观测 数字化
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宁夏空间规划试点中林地精细分类标准的构建 被引量：2
13
作者 马孝仓 雷学武 +4 位作者 李怀珠 岳鹏 魏耀锋 李玉冬 冯仲科 《林业调查规划》 2019年第3期8-12,共5页
以宁夏承担中央部署的空间规划改革试点为契机,比较了宁夏自治区林业和国土部门在林地面积数量统计和空间矢量叠加上存在的差异,分析产生差异的具体原因。在此基础上,综合考虑林业和国土部门的林地分类体系和概念内涵,制定出满足各部门... 以宁夏承担中央部署的空间规划改革试点为契机,比较了宁夏自治区林业和国土部门在林地面积数量统计和空间矢量叠加上存在的差异,分析产生差异的具体原因。在此基础上,综合考虑林业和国土部门的林地分类体系和概念内涵,制定出满足各部门规划需求的国土空间规划林地地类标准,通过多重属性图斑的比对,在空间地域上形成界线清晰的、属性唯一的林地及其它地类,落实了林地在空间上的唯一属性,解决了多年来政府各部门地类不统一、事权界限不清、管理责任不明、规划不协调、项目落实难等诸多问题,对科学划定“三区三线”,实现国土空间用途管制、“一本规划”管控和“一张蓝图”具有现实意义。 展开更多
关键词 空间规划(多规合一) 林地分类标准 唯一属性 宁夏回族自治区
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中国森林资源变化动态与发展趋势推演研究
14
作者 冯仲科 冯硕 +6 位作者 吕天娇 冯博熙 王珊 段佳丽 李幻 罗陶然 贺明阳 《西南林业大学学报(自然科学)》 北大核心 2025年第4期1-10,共10页
特殊国情和立地条件决定了中国式林情和林业发展,后备造林地少、森林生长量小、幼中龄多、过熟林少,是阻碍我国林业现代化和产业化的瓶颈。本研究创新性地提出森林资源宏观管控理论,突破精准管理瓶颈,揭示了林业发展调控中造林量、生长... 特殊国情和立地条件决定了中国式林情和林业发展,后备造林地少、森林生长量小、幼中龄多、过熟林少,是阻碍我国林业现代化和产业化的瓶颈。本研究创新性地提出森林资源宏观管控理论,突破精准管理瓶颈,揭示了林业发展调控中造林量、生长量、采伐量、现存量、蓄积量、消费量6个格局变量之间的作用机制、关联效应规律;引入年龄法与改进型SEIR-F模型,模拟不同政策情境下森林资源演变路径,量化新增造林率、采伐率与现存率的关系,并提出理想年采伐率。结果表明:未来中国森林面积年均净增约170万hm^(2),森林覆盖率年均增加约0.18%,全面进入营林提升林业质量时期。预计在2050年前后实现最大生态承载覆盖率29.59%,进入林业可持续高质量发展时期,每年采伐利用且迹地更新造林184.67万hm^(2),占森林面积0.65%,而99.35%(2.82亿hm^(2))森林中实施精准的森林经营方案。2050年后,森林面积约2.87亿hm^(2),蓄积量231.6亿m^(3),年生长总量达20.4亿m^(3),年采伐木材3.62亿m^(3),使用理想年采伐率可实现63 a轮伐周期下的森林动态平衡与可持续更新,有效抑制资源透支与结构失衡。本研究创新性地建立了中国式的森林经理理论体系,对实现林业生态安全格局,全面形成木材自给自足,建成稳定、高效、可持续的生态系统和高质量的产业系统,助力林业强国具有重要参考价值,为国家级、省级、县级林业可持续管理提供科学依据。 展开更多
关键词 森林资源 SEIR-F模拟 采伐模型 可持续发展 覆盖率 蓄积量
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基于CCD超站仪的森林样地建立与精测方法研究 被引量：14
15
作者 刘金成 黄晓东 +1 位作者 杨立岩 冯仲科 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期316-321,328,共7页
为了能够快捷、精准地进行固定样地定位和样木胸径测量,提出一种利用CCD超站仪按测带进行像对观测的方法,在GPS/RTK确定或假定的观测点上架设仪器,借助全站仪坐标测量和角度测量功能精确记录CCD摄影瞬间的外方位元素,并确定出其他观测... 为了能够快捷、精准地进行固定样地定位和样木胸径测量,提出一种利用CCD超站仪按测带进行像对观测的方法,在GPS/RTK确定或假定的观测点上架设仪器,借助全站仪坐标测量和角度测量功能精确记录CCD摄影瞬间的外方位元素,并确定出其他观测点坐标,选择合适基线长建立像对进行观测,提取目标位置的相对三维坐标,以"S"形路线按测带进行测量,配合少量的人工补测和相关坐标系的旋转变换,实现森林固定样地精准建立和胸径精测的目的。通过实地测试,表明利用该方法能够以较少的站点实现固定样地的建立,并将图像解算的胸径值与实地调查值进行对比,其平均相对误差为3.9%,解算均方根误差为1.2 cm。该方法在森林样地建立中有较好的应用前景。 展开更多
关键词 森林固定样地 CCD超站仪 摄影测量 样木坐标 胸径
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基于电子经纬仪立木无损精测技术的干形指数研究 被引量：11
16
作者 高祥 冯仲科 +3 位作者 王智超 徐伟恒 曹忠 何腾飞 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期299-305,共7页
针对传统干形指数研究中上部直径获取困难、树干分段界限难以精准确定等问题,提出了一种基于电子经纬仪立木无损精测技术研究干形指数的方法。选取内蒙古自治区旺业甸实验林场198棵落叶松样本为研究对象,将每株样木10等分,计算相对分段... 针对传统干形指数研究中上部直径获取困难、树干分段界限难以精准确定等问题,提出了一种基于电子经纬仪立木无损精测技术研究干形指数的方法。选取内蒙古自治区旺业甸实验林场198棵落叶松样本为研究对象,将每株样木10等分,计算相对分段干形指数;使用方差分析法可知各相对分段之间有不同程度的差异;利用聚类分析法可将树干聚合为2-10段;为了获取最优分段数,利用相对干形指数分别计算不同分段情况的材积,并用电子经纬仪观测的材积进行对比。结果表明：树干高度H分为3段时即可达到理想效果,各段平均相对干形指数（对应高度）分别为：4.295（H0.0-H0.1）、1.524（H0.1-H0.4）、1.670（H0.4-H1.0）。此参数的研究可定量描述树干干形分界线,在材积测量中只需测量对应分段处的3个直径即可精准测定材积,有效减少外业工作量。 展开更多
关键词 立木 电子经纬仪 无损精测 干形指数
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电子经纬仪无损立木材积测量方法及精度分析 被引量：13
17
作者 曹忠 冯仲科 +1 位作者 徐伟恒 高超 《中南林业科技大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期7-13,共7页
提出一种人工测量胸径和地径数据后,采用电子经纬仪按照解析木近似分段方法,对活立木上部直径和相应高度进行测量,按照圆台累加法模拟解析木平均断面区分材积法求积的立木材积测算方法。为了验证这种技术方法的可靠性,在北京地区选取了8... 提出一种人工测量胸径和地径数据后,采用电子经纬仪按照解析木近似分段方法,对活立木上部直径和相应高度进行测量,按照圆台累加法模拟解析木平均断面区分材积法求积的立木材积测算方法。为了验证这种技术方法的可靠性,在北京地区选取了87棵伐倒样木,首先使用电子经纬仪对样木从相互垂直的两个方向分别进行观测,计算结果求平均值。然后伐倒样木,采用传统的平均断面材积法进行树高、材积测定并作为真值,最后将电子经纬仪观测结果同伐倒木测定树高、材积进行比对分析。试验结果表明:电子经纬仪立木测算树高相对于解析木测定树高的平均相对误差为-0.11%,相对误差平均值绝对值为1.70%,决定系数R2为0.994,相对误差的频数基本符合正态分布;材积的平均相对误差为0.18%,相对误差平均值绝对值为1.75%,决定系数R2为0.999,相对误差的频数呈正态分布。说明电子经纬仪活立木测算结果与传统伐倒解析木测算得出的树高和材积具有一致性,可以替代伐倒木区分求积法,达到林业调查的规范要求。 展开更多
关键词 立木材积测量方法 解析木 精度分析 电子经纬仪
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基于机载LiDAR点云多层聚类的单木信息提取及其精度评价 被引量：18
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作者 霍朗宁 张晓丽 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期85-94,共10页
【目的】针对已有三维点云数据单木分割方法提取下层林木困难、准确提取林木数量占总体比例偏低导致提取工作有效性不高、提取效果受点云密度和林分结构复杂程度影响等问题,改进单木提取策略和算法,为LiDAR单木提取技术向生产实践应用... 【目的】针对已有三维点云数据单木分割方法提取下层林木困难、准确提取林木数量占总体比例偏低导致提取工作有效性不高、提取效果受点云密度和林分结构复杂程度影响等问题,改进单木提取策略和算法,为LiDAR单木提取技术向生产实践应用转化提供支撑。【方法】以机载LiDAR点云数据为基础,提出一种基于分层聚类的三维立体单木分割方法,并对点云分层、分割、单木匹配等环节进行算法改进,实现空间异质性较高林分的单木分割和信息提取。【结果】改进后的算法可在高密度、高空间异质性林分中进行单木分割和信息提取,并能更合理地与地面实测林木信息匹配,可匹配的林木比例最高达88.70%,单木树高、林分平均高精度最高分别达92.38%、99.84%,树高基尼指数、树高变异系数精度最高达89.65%。【结论】通过多水平分层和纵向聚类融合,可提升对于林下层尤其是更新层林木的提取能力;构建提取有效性指标,更加关注成果的适用性;评价指标中加入空间结构精确度指标,可充分发挥LiDAR对空间结构的反演能力。 展开更多
关键词 机载LIDAR 单木分割 提取有效性 林分结构
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森林BDS/GPS组合定位算法与精度分析 被引量：12
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作者 闫飞 王春博 +2 位作者 吴永睿 林奕成 冯仲科 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期221-227,373,共8页
针对在森林资源调查和监测中需要实现高精度定位和导航的问题,在鹫峰国家森林公园选择以栓皮栎为主要树种的实验区,采用三鼎T-23型多频三星接收机和u-blox NEO-M8T多星座接收模块,对林下观测点进行定位观测,通过系统间时空统一并采用合... 针对在森林资源调查和监测中需要实现高精度定位和导航的问题,在鹫峰国家森林公园选择以栓皮栎为主要树种的实验区,采用三鼎T-23型多频三星接收机和u-blox NEO-M8T多星座接收模块,对林下观测点进行定位观测,通过系统间时空统一并采用合理的观测值定权方法,利用BDS和GPS观测数据,建立森林BDS/GPS组合定位算法,将算法写入RTKLIB软件,实现森林观测点三维坐标解算(WGS-84坐标系),最后与单一GPS定位结果进行对比分析。实验结果表明,森林BDS/GPS组合定位卫星可见数为15～23颗,远高于单一GPS定位卫星可见数11颗; BDS/GPS组合定位PDOP值介于0. 5～1. 8之间,小于单一GPS定位PDOP值,二者变化趋势较为相近; BDS/GPS组合定位与GPS定位卫星信噪比均为10～50 d B,但由于BDS/GPS组合定位卫星可见数较多,其卫星信号更强,信噪比更为稳定。BDS/GPS组合定位结果在X、Y、Z方向的理论精度分别为2. 603、3. 302、3. 125 m,单一GPS定位结果分别为2. 382、4. 669、4. 344 m; BDS/GPS组合定位结果在X、Y、Z方向的实际精度分别为3. 112、3. 542、4. 073 m,单一GPS定位结果分别为4. 946、5. 254、7. 274 m。 展开更多
关键词 森林定位导航 北斗卫星导航系统 组合定位 精度分析
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联合UAV-LiDAR和GEDI数据的区域森林地上生物量估算
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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AGB中表现更优异,R^(2)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区域AGB的拟合较好,R^(2)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协同插值的预测精度R^(2)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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