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[期刊] 林业科学
[作者]
艾萨迪拉·玉苏甫 玉米提·哈力克 巴比尔江·迪力夏提 雷诚 魏建新 阿不都拉·阿不力孜 崔健泺 何熙祥
【目的】分析胡杨种群在干旱区不同地下水埋深梯度下的空间分布格局及种内竞争强度变化,探究种群空间结构对干旱环境的响应特征。【方法】在塔里木河下游3个断面处离河道1 000 m的范围内等距离布设15个50 m×50 m天然胡杨林样地,利用地面激光雷达(TLS)获取树木三维结构数据,并通过聚集指数(R)、丛生指数(I)、点格局函数g(r)等空间分布指标以及竞争指数(CI),分析空间分布格局和种内竞争强度。【结果】1)R和I指数表明,在下游不同地下水埋深梯度下,胡杨种群空间分布格局整体上呈聚集分布。2)各样地内在0~25 m半径r距离获取的g(r)函数值分析表明,大部分样地胡杨在r<5 m距离内基本呈现聚集分布格局,在r>5 m距离呈随机分布格局。随着地下水埋深增加,树木聚集分布的距离r会缩小。3)点格局函数g_(12)(r)结果表明,不同龄级胡杨树分布格局存在差异,中龄树主要呈聚集分布,其他龄级树呈随机分布;中龄树与幼龄树、成熟树之间存在正关联性,表现出相互促进关系,而其他龄级树木之间未呈现显著关联性。4)平均CI指数随离河道距离增大呈递减趋势,单木CI随胸径增大逐渐递减。【结论】塔里木河下游胡杨种群在小尺度上呈聚集分布格局,随着尺度的增加主要呈现随机分布特征。随离河道距离增大和地下水位逐步降低,导致树木密度降低和种内平均竞争强度变弱,树木呈衰退趋势。
[期刊] 资源科学
[作者]
刘英 包安明 陈曦
塔里木河是典型的内陆河,其两岸植被主要依靠地下水维持生长,两岸的地下水埋深对以胡杨、柽柳为建群种的植被群落起着关键性作用。本文根据塔里木河下游区域地下水主要是河道补给等水文地质特征,以数字高程模型(DEM)为基础数据,利用有限元三角剖分Feflow时间滞后的一维线性插值方法处理河流数据,综合应用地理信息系统ArcGIS和Feflow进行地下水的空间分布模拟。本方法克服了地下水观测点很少、基础资料缺乏的缺陷,从面上直观再现了塔里木河下游典型断面阿拉干断面的地下水变化情况,动态再现地下水水位,生成地下水埋深,为分析地下水与植被关系提供了借鉴。
[期刊] 林业科学
[作者]
白玉锋 陈超群 徐海量 张广朋 张沛 凌红波
【目的】研究荒漠植被地上生物量随距河道距离的空间分布特征,并结合地下水埋深数据分析地上生物量与地下水埋深之间的关系,以期为干旱荒漠区生态环境恢复和重建提供理论依据。【方法】以塔里木河下游英苏断面荒漠河岸林植被为对象,于2014年9月下旬在英苏断面布设垂直河道、100 m×100 m的标准地20块,形成长2 000 m的连续样带,记录标准地内乔木、灌木的物种数、总个体数及冠幅、株高、胸径等形态因子,根据胡杨生物量模型和获取的灌木标准枝鲜质量,分别计算胡杨和灌木的地上生物量;将标准地进一步分割为4块50 m×50 m的样地,在每个样地对角线两侧随机布设6~8个1 m×1 m的样方,记录草本种类、个...
[期刊] 自然资源学报
[作者]
王建刚 李霞 石瑞花 张绘芳
对塔里木河下游不同离河距离成过熟胡杨和输水后更新胡杨胸径、地径、树高、冠幅、枯枝比以及优势胡杨百分比的调查表明:随离河距离增加(地下水埋深增加),胡杨(大树)枯枝比增加,优势胡杨百分比降低;胸径、树高、冠幅随离河距离增加,增减规律不明显。输水后萌蘖更新胡杨的树高、冠幅和地径均随离河距离增加而降低。以上调查指标确定胡杨输水后恢复等级,离河50~300 m胡杨整体恢复"优",离河300~500 m胡杨恢复"良",离河500~1 050m胡杨恢复"中",离河1 050~1 500 m胡杨对输水响应微弱,整体恢复"差"。胡杨具明显的随离河距离增加恢复等级降低的梯度响应特征,生态输水促进了河畔带胡杨的恢...
[期刊] 林业科学
[作者]
韩路 王海珍 彭杰 席琳乔 马春晖
Six plots were investigated and field data were obtained with the contiguous grid quadrate method in a natural Populus euphratica forest in the upper reaches of the Tarim river.We developed a static life table and a survival function of Populus pruinosa population based on the population life table ...
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
刘清旺 李增元 陈尔学 庞勇 武红敢
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...
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
刘浩然 范伟伟 徐永胜 林文树
【目的】探索不同树种在样地和单木尺度上无人机激光雷达点云数据的单木分割效果,选取哈尔滨城市林业示范基地阔叶林(水曲柳)和针叶林(樟子松)两块样地为研究对象,对样地内树木点云进行单木分割并评价其分割效果,为后续单木结构参数的提取提供数据支持,同时丰富森林资源信息的调查手段。【方法】通过无人机激光雷达获得样地树木点云数据,然后分别采用改进的K均值聚类算法和基于相对间距的阈值分割算法对水曲柳和樟子松样地进行单木点云数据分割。其中,水曲柳样地点云数据处理采用改进的K均值聚类算法,通过树干点云位置推算初始聚类中心,减少因树冠重叠导致的错误分割;樟子松样地点云数据处理则采用基于相对间距的阈值分割算法,通过设定多条阈值规则并利用动态最大值滤波器对树顶进行精确探测,提高算法的分割精度。最后,基于样地和单木点云完整度两个方面对点云数据分割效果进行评价。【结果】1)从样地尺度来看,水曲柳和樟子松样地单木识别率分别为0.91和0.87,相应的调和值(F)分别为0.91和0.88,结果显示单木分割的整体效果较好。水曲柳样地召回率(r)为0.87,精确率(p)为0.95,算法分割过程中产生的错误分割较少。樟子松样地算法分割的单木也多为正确分割(r=0.82、p=0.94),其分割误差主要来自于单木欠分割,过分割现象相对较少。2)从单木点云分割的完整程度来看,水曲柳样地的单木平均正确分割率为75.6%,点云平均欠分割率为24.3%,平均过分割率为18.5%,单木点云的最大错误分割率为31.8%,不同单木之间分割精度有较大差异;樟子松样地的单木分割精度较稳定,平均正确分割率达84.1%,平均欠分割和过分割率分别为16.3%和9.0%,表明单木点云不存在大量错误分割的情况。【结论】基于树木形态结构特征改进了两种优化单木点云数据分割算法,两种算法下分割的森林样地单木精度在不同评价尺度中表现均较好,对林中树木出现的树冠重叠、遮挡、偏移等现象均有一定的辨别能力,实现了森林样地树木点云数据的单木精确分割。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
易小波 邵明安 袁国富 杜涛 朱绪超
采用点位监测和取样测定的方法对塔里木河下游植被空间分布和影响因素进行了研究。定点监测选取了柽柳样地和胡杨样地各一个,取样测定选取了16个断面共计67个样点。结果表明:地下水位和植被盖度随着离河道距离增加分别呈显著性对数和指数下降关系。不同质地土壤的持水性有显著差异,粉壤土的田间持水量(0.32g/g)为沙土田间持水量(0.10 g/g)的3倍以上,前者的有效含水量约为后者的1.6倍。植被盖度受地下水位和土壤含水量的共同影响。胡杨和柽柳均具有适应极端干旱环境的能力,但二者的用水策略不同。胡杨根系可以直接吸收
[期刊] 资源科学
[作者]
王建刚 李霞 陈敬峰
通过对塔里木河下游喀尔达依断面应急输水前后不同离河距离胡杨生长量观测与统计分析,结果表明:应急输水前(1994年~1999年,下同)不同离河距离胡杨生长曲线均呈现平行、重合与水平状态,即输水前不同离河距离每年生长量大小趋于一致;应急输水后(2000年~2004年,下同)不同离河距离生长量曲线不平行、不重合、不水平,即不同离河距离胡杨生长量不一致。结合喀尔达依断面应急输水前地下水埋深值及6次应急输水资料,对胡杨生长量进行对应分析,结果表明:应急输水前,不同离河距离地下水埋深的一致性决定了胡杨生长量基本相同,当地下水埋深在9m时,胡杨一级枝年轮仍具有有限的生长量;应急输水后,随输水总量增加及地下水...
[期刊] 资源科学
[作者]
玉米提·哈力克 柴政 艾里西尔·库尔班 Bernd Cyffka 任伟
向塔里木河下游应急生态输水对于胡杨为主体的荒漠河岸植被的恢复和自然更新产生了积极的影响。本文根据近5年对塔里木河下游阿拉干地区的大量野外调查数据,分析了应急输水对该地区地下水位上升及胡杨各项生态指标的影响。结果显示:随着应急生态输水的继续和扩大,塔河下游典型监测断面——阿拉干的地下水位逐渐抬升,水质得到改善,河道附近的地下水埋深已经由输水前的10~12m抬升至5.5~6.2m。胡杨的部分生态指标对输水有不同程度的响应;具体表现在,在垂直河道方向上,离河道越近胡杨各项生态指标,即盖度、郁闭度、冠幅、萌生枝、树冠疏失度以及次生苗和实生苗出现的频率等对输水的响应越显著。总体来说,在河道200m范围之...
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
杨雷 翟迪迪 陈修亮 潘海峰 吴光
本文使用Xilinx FPGA作为开发平台,设计了一种基于SD卡的新型单光子激光雷达数据存储平台。针对单光子激光雷达的数据特点,验证了通过DDR3芯片SD卡在2.0版本SPI模式下可以发挥削峰填谷的作用,确保单张SD卡能够稳定以最大5 Mbps的写入速率稳定工作。同时,该文验证了采用多SD卡扩展方案可以进一步提升写速度,并将存储能力提高至0.5 TB以上。如果将SD卡提升至3.0版本,理论上单卡存储能力可以达2 TB。该存储系统已实际应用于单光子激光雷达的成像实验,由于SD卡轻巧、稳定和抗干扰等优点,新的存储方案在数据容量、集成度、能耗和成本等指标方面与目前通用方案相比均有显著的提升。SD卡存储方案的高性价比特点对未来广泛应用于单光子雷达的量产具有较大吸引力。这种新的数据存储方案在无人机载、船载和车载测绘等低载荷、高集成的单光子激光雷达产品的实际应用中具有优势。
[期刊] 浙江农林大学学报
[作者]
陶江玥 刘丽娟 庞勇 李登秋 冯云云 王雪 丁友丽 彭琼 肖文惠
训练样本的选取是影响监督分类精度的直接原因之一,数据空间分辨率越高,训练样本要求越准确,而人机交互训练样本选取推广力有限。利用机载高光谱(AISA)和激光雷达(LiDAR)主被动遥感数据,探讨基于高分辨率影像的训练样本自动提取技术以及适合树种识别的遥感变量。根据树木的结构和高度差异,开展树高分层掩膜试验,并计算光谱间夹角,在每个高度层中自动化优选树种的高纯度训练样本。计算植被指数、主成分分析等特征变量,基于支持向量机分类器对研究区进行树种精细分类。实验表明:通过对阔叶林、马尾松Pinus massonia
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
吕嘉欣 张吴明 周钟炎 邵杰
【目的】利用具有高扫描频率的线阵激光雷达辅助地面验证过程进行单木定位,快速、准确地对应样地观测结果与地面验证数据,为精准林业调查提供技术支持。【方法】以中山大学珠海校区内的人工林为研究对象,在地面验证每木调查过程中,借助线阵扫描激光雷达(本文中将其定义为监测激光雷达)辅助单木定位,首先解决背包式与监测激光雷达点云配准的问题,获取样地单木位置基准底图;然后基于背景差法,利用监测激光雷达实时追踪样地动态目标,获取地面调查人员的位置信息,并结合背包式激光雷达获取的单木位置底图,间接判断地面验证人员所测单木的位置,进而实现样地观测结果与地面验证每木调查数据的对应。【结果】对于两块不同条件的样地数据,背包式激光雷达与监测激光雷达点云粗配准均方根误差均小于0.2 m,远小于样地立木间最小间距,满足对应的要求;利用本研究的动态目标追踪和对应方法,以追踪到的地面调查人员位置点为种子点,通过最邻近搜索获取基准底图中与种子点最邻近的单木位置,实现样地观测数据与地面验证每木调查数据对应,对应准确率高于95%,平均每帧序列点云处理时间小于0.1 s,可以达到实时性的要求。【结论】本研究提出的方法-利用激光雷达在地面验证每木调查过程中辅助单木定位,可以提高样地观测结果与地面验证数据对应的精度和效率,有助于推动精准林业调查技术的进步。
关键词:
激光雷达 单木定位 数据对应 点云配准
[期刊] 浙江农林大学学报
[作者]
许珊珊 李常春 张超
【目的】探索基于背负式激光雷达(BLS)和无人机机载激光雷达(ULS)技术获取林分三维点云的优势,利用Li DAR360 MLS和LiDAR360软件实现单木胸径和树高的精准测量,确定效果较优的单木分割和提取方法。【方法】以云南省富民县罗免乡6个半径为15.0 m的圆形云南松Pinus yunnanensis天然纯林样地为例,采用最近迭代点算法(ICP)融合BLS和ULS点云,利用LiDAR360 MLS和LiDAR360软件对点云数据进行去噪、点云分类、归一化和单木分割,并提取单木胸径和树高,利用线性拟合方法建立实测值与估测参数的相关关系,评价胸径和树高的估测效果。【结果】LiDAR360 MLS基于深度学习分类相较于LiDAR360基于高程信息分类,提取的株数信息更符合实际,BLS和融合点云单木提取株数一致,召回率均达到100%。ULS通过种子点进行单木分割,效果较好,准确度、召回率和F测度分别为94.59%、88.98%、91.70%,但受冠层连通性影响,仍存在一定的欠分割和过分割情况;基于BLS胸径提取的决定系数(R~2)和均方根误差(E_(RMSE))分别达0.904和2.046 cm,基于BLS树高提取的R~2和E_(RMSE)分别为0.791、1.173 m。融合点云受树干周围离散点的影响,胸径提取效果相对BLS效果较差,R~2和E_(RMSE)分别为0.881和2.284 cm,但融合点云冠层和林下信息较完整,树高的估测精度较BLS高,R~2和E_(RMSE)分别为0.933、0.812 m。【结论】由于工作原理上的差异,ULS和BLS技术分别在获取冠上和林下点云方面各具优势,融合两者可达到互补的效果,能够更加精细地反映森林空间结构,实现胸径和树高的高精度提取。图5表3参28
[期刊] 林业科学
[作者]
黄洪宇 陈崇成 邹杰 林定
对利用野外树木激光扫描获取的海量点云数据来提取树木几何与拓扑特征并以此来构建树木三维模型的方法进行综述。在总结基于激光点云的树木建模基本原理和步骤的基础上,围绕单树点云数据的分割、树枝骨架的提取与优化、单木模型的表面重建等主要过程,对各种具体实现技术或方法进行分类、分析和评价,最后对生成的树木模型的精度和未来的技术发展趋势进行简要分析。
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