【目的】针对点云分类过程中多依据经验盲目构造特征的问题,本研究提出使用基于xgboost的特征选择弥补上述不足。【方法】本研究的数据为地面激光雷达扫描获得的蒙古栎人工林数据。本研究考虑构造适当的特征训练分类器将TLS点云快速分离为地面、树干与枝叶3个类别。在分类过程中,先在训练集中逐点搜索100个近邻构造19个特征,然后使用这些特征训练xgboost分类器,并依据控制分类器节点分裂的特征频率获得特征重要性。获得特征重要性之后将特征按重要性做降序排列,并依据该序列依次增加特征数量训练xgboost。因为构造了19个特征,所以在上述训练分类器的过程中可获得19个关于特征重要性的分类器模型。依次将上述模型应用于测试集的分类,在保证分类器性能的情况下,依据测试集的表现选择了前6个特征,从而实现了TLS点云分类的特征选择。【结果】使用基于特征选择获得的6个特征与依据经验构造的19个特征训练分类器的测试准确率分别为0.954 8与0.956 2。相较于使用19个特征,使用6个特征的分类器性能仅降低了0.001 4。在训练集与测试集中计算6个特征用时分别占计算19个特征用时的53.13%与54.33%。【结论】结果表明特征选择策略可有效提高特征计算效率,而且在保证分类器性能的前提下可以避免特征构造的盲目性。

【目的】在地面激光雷达点云分类任务中多存在特征维度较高的问题,然而当点云数量较多,分类任务中构造较高维度的特征往往需要较多的计算成本和运行内存。为了解决这一问题,本研究提出用近邻点构造5个几何特征训练成熟分类器,以期在将林分点云分为地面、树干与枝叶3个类别的同时达到降低特征维度的目的。【方法】在构造特征的过程中采用近邻值为140的快速KDtree搜索近邻点,获得近邻点后利用其计算协方差矩阵特征值、法向量、曲率、方差和最大高程差构造5个几何特征训练分类器。为了检验本研究构造的特征在林分点云分类中的稳定性,分类器分别采用随机森林和xgboost做比较研究。本研究的实验数据均来自地面激光雷达扫描获得的单站蒙古栎人工林点云数据。【结果】使用随机森林和xgboost分类器训练的模型在测试集中正确估计样本数量和样本总量的比值分别为0.932 1和0.936 3。这两个分类器在地面、树干和枝叶这3个类别中的查准率达到0.97、0.93、和0.91以上,且在这3个类别中的分类结果中xgboost较随机森林均有千分级的优势。【结论】结果表明本研究构造的特征能够完成林分点云分类任务,在保证点云分类准确率的基础上,既减少了特征维度,又有助于提高特征计算效率,具有较高的稳定性。本研究的分类结果可为林分参数反演和生物量估计等研究奠定基础。

该文根据对北京妙峰山林场 3个不同密度栓皮栎人工林光照强度的实测结果分析得出 :林冠透射率随太阳高度角的增大而增大 ,日变动范围 0 .0 6 6 0～ 0 .1 1 1 8,林地反射率的日变动范围 0 .0 0 2 7～ 0 .0 0 6 6 ,林地吸收率0 .0 6 32～ 0 .6 0 5 2 .光斑的光照强度随着直径的增大而增加 ,中心相对照度和直径呈正指数关系 .光照强度在垂直方向上的变化是从上到下递减的 ,且递减率逐渐减小 .林分的郁闭度越大 ,林冠吸收率越大 ,透射率越小 ,反射率越大 .

该文对13种元素在36年生的栓皮栎人工林中的积累分布和生物循环进行了研究.结果表明:林分对大量元素的年吸收量为96.32kg/hm~2·a,存留量为23.24kg/hm~2·a,归还量为73.08kg/hm~2·a,生物循环速率为0.76;林分对微量元素的年吸收量为1 831.96g/hm~2·a,存留量为429.46g/hm~2·a,归还量为1 402.50g/hm~2·a,生物循环速率亦为0.76.每生产1t干物质需要大量元素和微量元素分别为20.82kg和385.96g.这些数据可为培育栓皮栎林提供参考.

【目的】分析由巨桉人工林转型的13年生青冈栎天然林特征,为探究中亚热带人工林成功转型为天然阔叶林的基本条件、人工林的植被控制、天然阔叶林的保护和乡土阔叶树的发展提供科学依据。【方法】在福建省永安市由巨桉人工林转型的青冈栎天然林内设置3块20 m×20 m样地,每块样地分割成4个10 m×10 m样方,对样方乔木层林木进行每木调查,并在每块样地内选择1个有代表性的样方进行灌木层调查,同时在每块样地中心各设置1个4 m×4 m的小样方进行草本植物调查。选用物种重要值、常用生物多样性指标和主要测树因子分析乔木层、灌木层的树种组成和多样性以及林分结构和生长状况等林分特征。【结果】由巨桉人工林转型的13年生青冈栎天然林的平均胸径、平均树高、密度和蓄积量分别为6.2 cm、9.5 m、6 308株·hm~(-2)和94.43 m~3·hm~(-2),林木高径比为41～380,平均高径比为155;直径和树高结构均表现出异龄林特征;林分内36.99%的林木为萌生林木,萌生林木中青冈栎最多,分别占萌生林木总株数和青冈栎总株数的57.86%和66.12%;巨桉以枯立木或枯倒木形式存在,枯立木密度为966株·hm~(-2);乔木层有45个树种,Shannon-Wiener指数、均匀度和生态优势度分别为3.74、0.68和0.14;乔木层内乔木和灌木树种分别有34和11种,重要值分别为88.65%和11.35%;常绿和落叶树种分别有30和15种,重要值分别为67.38%和32.62%;常绿阔叶乔木的株数、树种数和重要值均明显高于落叶阔叶乔木,常绿阔叶乔木是乔木层的主体;青冈栎是乔木层的优势种,其相对多度(32.36%)、相对频度(7.69%)、相对优势度(16.75%)和重要值(18.94%)均为层内最高;灌木层有27个树种,Shannon-Wiener指数、均匀度和生态优势度分别为3.69、0.78和0.13;乔木和灌木树种分别有15和12种,但灌木树种的株数占比(69.85%)和重要值(60.87%)均明显高于乔木树种(株数占比和重要值分别为30.15%和39.13%);常绿树种的株数、树种数和重要值均远高于落叶树种,灌木层的主体是常绿阔叶灌木,茶是灌木层的优势种;13年生青冈栎天然林特征与相近年龄的青冈栎天然林无本质区别,属典型的幼林阶段中亚热带天然阔叶林;林分乔木层和灌木层内均有不少珍贵或高价值用材树种。【结论】巨桉人工林已经成功转型为郁闭度高、株数密度大、林木高径比高、树种多样性丰富、异龄林特征明显的13年生青冈栎天然林,该林分与相近年龄的青冈栎天然林特征无本质区别,属典型的幼林阶段中亚热带天然阔叶林,是中亚热带人工林成功转型天然阔叶林的典型案例。

为更加直观地展示樟子松人工林单木的整个生长过程,将系统分析方法和数学建模技术应用于樟子松人工林单木的形态模拟。通过对樟子松人工林单木形态数据的定量分析,结合前人的研究成果,构建了樟子松人工林单木形态模拟模型,并以VC++6.0为开发平台,利用OpenGL构建了樟子松人工林单木生长模拟系统,整个系统由形态模型模块、树冠结构模块、生长模型模块、可视化模块、场景控制模块、数据库和人机交互界面组成。系统运行结果表明:该系统实现了樟子松人工林单木生长机制与形态特征可视化表达的有机融合,展示了树冠结构模型、生长模型与可视化有机融合的思路;该系统不仅能很好地模拟樟子松人工林单木的形态特征,还能较逼真地实现樟...

该文对密云水库集水区油松人工林林冠截留的规律进行了研究,尝试用合适的统计模型和概念模型描述单场降雨下林冠截留量与降水量的关系.通过在油松试验地外测定大气降雨量,在林内测定穿透雨量和树干茎流量,得出了在不同降雨量和降雨强度下的林冠截留量.结果显示:以S型曲线作为统计模型能很好地模拟降雨量与截留量的关系;比较简单的概念模型的模拟效果最好,其中的降雨蒸发率α和林冠吸附降雨容量Im的参考数值分别为0.025和3.297 mm;把降雨强度加入半理论模型,可以得出截流量与降雨强度成负相关关系.

The effects of human disturbance on community features of Cunninghamia lanceolata mixed forests were studied,the results showed that:1)the proportion of phanerophyes in the not burning forests were larger than in the control burning forests; 2)the species richness in the control burning forests ...

为探讨亚热带人工林的水文效应,1984～1990年,在江西省分宜县山下林场22年生杉木和马尾松林中,对降雨、径流等进行定点测定,结果表明:试验区林地的年平均径流量为15.648～31.148 mm,年平均径流系数为1.245％～2.537％。降雨量与径流量的较佳回归模型为y=ab。

以落叶松人工林为研究对象,采用枝解析和节子剖析技术,获取了95株解析木和2 165个节子数据,以树木和节子自身因子为自变量建立了节子内部特征模型,包括节子直径和角度模型、节子中健全节和疏松节长度模型。模型很好地描述了节子内部特征因子的变化规律,揭示了节子内部特征因子随林木和自身变量变化的机制。结果表明:节子直径、节子角度和健全节长度都随着其所在位置高度的增加而增大,随着树木胸径的增大而增大;疏松节长度随着胸径的增大呈现增大趋势,但节子自身直径大小对其影响也较大。应用独立检验样本对所建模型进行检验,精度达到了95%以上,这些模型可以应用到林木生长模拟系统中,增加模拟效果。节子内部特征变化规律的研...

应用便携式光合作用系统Licor-6400观测了南岭杉木人工林林冠层不同高度叶片光合作用-蒸腾作用日进程.结果表明:(1)处于林冠不同高度(林冠顶部、林冠中部和林冠下部,下同)的杉木叶光合作用速率及其日进程变化特征均存在差异,其日平均光合速率为(4.81±0.23)μmol.m-2s-1;(2)位于林冠不同高度的杉木叶的蒸腾作用速率及其日进程变化亦存在差异,其日平均蒸腾速率为(1.48±0.07)mmol.m-2s-1;(3)不同高度的杉木叶水分利用效率(WUE)差异不显著(p=0.05),叶片日平均WUE为(3.41±0.19)μmol/mmol;林冠内不同高度光合有效辐射在该杉木人工林中并...

[目的]以鄂中地区马尾松人工林为研究对象,对马尾松人工林演替过程中物种多样性的变化、演替趋势以及天然更新展开研究,为马尾松人工林的近自然经营提供依据。[方法]对研究区不同林龄(9 a、18 a、28 a和48 a)和不同林分密度(1 088■2 644株·hm~(-2))的马尾松人工林样地林下植物进行调查,并测量林内透光率,分析了乔木树种的演替趋势和多样性影响因素。[结果]表明,马尾松人工林中的主要演替树种为樟树、冬青、杉木、苦楝和短柄枹栎5种。马尾松人工林的主林层与演替层的物种多样性指数随龄级组增加表现为逐渐上升趋势。林内透光率对更新层(P<0.01)和演替层(P<0.05)的多样性均有显著的影响,在本研究的密度范围内,林分密度与乔木树种的幼树幼苗密度呈极显著负相关(P<0.01),与更新层密度呈显著负相关(P<0.05)。[结论]鄂中地区马尾松人工林群落的顶级群落为冬青+樟树+短柄枹栎混交林。研究区的人工林总体更新能力偏弱,在天然更新弱的区域可以采取补植阔叶树种幼树等方式来进行人工辅助更新。

对北京西山国家森林公园海拔100～400m的36年生栓皮栎人工林的生物量研究结果表明,乔木层生物量平均为68.50t/hm~2,灌木层平均为3.33t/hm~2,草本层平均为0.80t/hm~2.林分的平均生产力为4.44t/hm~2·a.

【目的】基于单株木的目标树经营技术是实现近自然森林经营的重要途径。为揭示目标树经营对天然次生林垂直结构的影响,以长白山北部蒙古栎次生林为研究对象,探讨各林层林分结构与单木生长对不同目标树抚育间伐强度的响应,为制定科学合理的经营措施提供基础依据。【方法】2013年8月在吉林省汪清林业局设置16块面积0.09 hm~2(30 m×30 m)的样地开展目标树经营试验。根据间伐强度设置弱度(5%)、轻度(10%)、中度(20%)和对照4种处理,每种处理4个重复,2016年复测样地。采用树冠光竞争高法(CCH)将林分划分为上林层、中林层和下林层3个林层,比较分析不同抚育间伐强度对各林层高度、树种组成、林木竞争和生长的影响。【结果】(1)各林层树冠光竞争高度分别为上林层15.27～16.12 m、中林层8.76～9.65 m、下林层2.95～3.37 m。间伐提高了上、中林层高度,其中中度间伐下上林层平均高度为15.42～17.21 m,显著高于其他处理,而下林层高度基本不变。(2)间伐调整了上林层和中林层各树种所占比重,上林层中白桦下降,蒙古栎提高,且蒙古栎比重随着间伐强度的增大而增大;中林层白桦、杂木比重下降,红松比重增加。(3)上林层平均胸径在中度间伐下得到了提高,增幅达到0.57 cm,而在其他处理下有所下降。中林层平均胸径只在轻度间伐下得到提升,下林层平均胸径的变化与上林层呈现相反的趋势。林分中上林层所占蓄积比重增大,弱度、轻度、中度间伐样地上林层蓄积比重分别增加了1.92%、11.52%、13.15%。(4)间伐显著降低了各林层林木竞争指数,其中下林层对目标树抚育间伐响应最为积极,以弱度间伐的降幅最为显著,林木竞争指数由0.634降为0.455。(5)各林层直径定期生长率和材积定期生长率随林层高度的增加而降低,上、中、下林层的直径生长率分别为1.22%～1.96%、1.94%～2.59%、4.02%～8.17%,材积生长率分别为1.74%～4.10%、3.50%～5.14%、10.12%～18.97%。【结论】目标树经营能够显著影响蒙古栎次生林各林层的生长与结构,但是各林层特征对不同抚育间伐强度的响应不一致。综合来看,中度间伐(间伐强度20%左右)是研究区蒙古栎次生林较为适合的目标树抚育间伐强度,有关具体抚育方式和后续抚育时间还有待林分动态的长期观测。

摘 要：以云南磨盘山国家森林公园云南松天然林和人工林为研究对象，采用 LI-6400-09 便携式土壤呼吸室对土壤呼吸速率进行连续定位观测。结果表明：（1）两种林分的土壤呼吸速率具有明显的季节变化，均呈单峰曲线趋势；云南松天然林土壤呼吸速率在 1.58 ～ 4.23 μmol·m-2s-1之间，变异幅度为 2.68；人工林土壤呼吸速率在 1.13 ～ 3.34 μmol·m-2s-1之间，变异幅度为 2.96。（2）土壤呼吸速率的季节变化与不同层次土壤含水量均显著正相关（p ＜ 0.05），而与不同层次土壤温度的相关性仅在云南松人工林达到显著水平。（3）双因素关系模型拟合结果表明，土壤温度和含...