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[期刊] 林业科学研究
[作者]
刘美爽 邢艳秋 吴红波 尤号田
以吉林省汪清林业局经营区域为例,基于星载激光雷达ICESat-GLAS回波参数,构建了平均树高回归模型,预估精度为84.05%;利用反距离加权法,对ICESat-GLAS光斑平均树高估测值进行差值运算,得到初始CHM(Canopy Height Model),实现了平均树高空间连续分布制图;再利用坡度校正和3×3移动窗口差分滤波平滑初始CHM,得到研究区平均树高修正CHM,预估精度达到91.52%。研究结果表明,坡度校正和移动窗口差分滤波方法能有效削弱坡度影响,剔除异常点,提高平均树高估测精度。
[期刊] 林业科学
[作者]
王新闯 吴金汝 陆凤连 焦海明 张合兵
【目的】比较基于不同窗函数的GLAS数据去噪算法和多种森林冠顶高反演模型的精度,优选波形去噪算法并确立对森林冠顶高估算精度较高的反演模型,为森林生物量估测等研究奠定数据基础。【方法】首先基于布莱克曼窗函数和高斯窗函数对GLAS数据进行去噪处理,采用RMSE和SNR定量比较2种波形去噪方法的去噪效果;然后对去噪效果最好的窗函数去噪后的波形提取波形参数,并分针叶林、阔叶林、针阔混交林和不分林型4种情况,采用线性回归方法,以波形长度为参数建立波形参数模型,以波形长度、地形指数为参数建立地形因子模型,在地形因子模
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
邢艳秋 张锦绣 陈世培 高立 关雷 郭慧宇
提出一种将资源三号(ZY-3)立体影像的空间连续测量特性与LiDAR数据的高精度定位测高优势相结合的林分平均树高估测方法。首先从LiDAR离散点云提取地面点并内插生成分辨率为1m的林区DEM,同时根据点云强度提取与DEM同源且分辨率为1m的正射影像,分别作为ZY-3数据定向处理的高程控制基准和平面控制基准。通过ZY-3多类像对组合提取研究区DSM,其中三视DSM较二视DSM高程精度最佳。基于三视DSM,林区DEM,ZY-3多光谱数据提取的植被指数和野外实测树高数据,利用回归分析方法及高程误差修正方法分别建立了四个树高估测模型,实验表明,经高程误差修正后的改进树高估测模型精度最高,模型Adj R~2=0.913,其精度达到93.29%,是最佳树高估测模型。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
闫灿 邢艳秋 高金萍 辛颖 田昕
为降低小光斑机载激光雷达因光斑直径太小而导致的脉冲首次回波无法代表冠层高度的影响,以进一步提高小光斑机载激光雷达波形数据在森林结构参数估测中的应用潜能。以内蒙古依根地区为研究区,以机载激光雷达波形数据为基础数据,在波形数据高斯分解的基础上提出一种基于小光斑波形形成伪大光斑波形数据的方法。通过计算样地内各高斯分量脉冲能量占总脉冲能量的比例,将其视为各高斯分量特征参数对应权数,分别求特征参数振幅、位置和半波宽的加权平均数,即为样地伪大光斑波形数据对应高斯函数的特征值。基于小光斑波形数据和伪大光斑波形数据提取特征参数,分别结合野外样方实测平均树高建立回归模型,并进行比较分析。结果小光斑波形反演模型的决定系数R2为0.47,总体平均精度P为78.19%,伪大光斑反演模型的决定系数R2为0.61,估测林分平均高总体平均精度P为90.65%。结果表明,伪大光斑模型反演精度高于小光斑波形反演模型,降低了小光斑LiDAR因光斑直径过小带来的影响,挖掘了小光斑机载LiDAR波形数据的应用潜力。
[期刊] 资源科学
[作者]
吴红波 郭忠明 毛瑞娟
在全球气候变暖的背景下湖泊变化已是国内外地学界关注的环境问题,并日益受到各国政府和研究机构的重视。本文以长江中下游的6个典型湖泊为研究对象,基于2003年-2009年ICESat-GLAS测高数据,采用高斯滤波法对ICESat-GLAS测高数据所对应的回波进行去噪后,用于识别水体与陆地;采用融合算法从LandsatTM影像数据提取湖泊边界;提取湖泊边界内的ICESat-GLAS水位观测值构建了湖泊的年际和年内水位变化,进一步分析了6个湖泊的水位变化时空特征与原因。结果表明:从LandsatTM中提取湖泊边界的精度达到10m,ICESat-GLAS测高数据推算出洪泽湖蔣坝站、洞庭湖城陵矶站、鄱阳...
[期刊] 中国农业资源与区划
[作者]
李龙 姚晓军 李风贤 李晓锋
[目的]湖泊水位数据是湖泊水量平衡的重要指标,也是湖泊溃决模拟研究的重要参数,通过研究,获得可可西里地区主要湖泊水位数据及其变化过程,对认识藏北地区水资源变化及突发湖泊溃决洪水具有重要意义。[方法]以文献资料、湖泊矢量数据、2003—2009年ICESat/GLAS卫星测高数据为基础获得1993—2009年可可西里地区主要湖泊水位数据,并结合气象等数据对湖泊水位变化原因进行了分析。[结果](1) 1993—2009年可可西里地区湖泊水位整体上呈上升趋势,水位下降的湖泊数量较少,但呈现出一定的区域差异,其中错尼湖泊水位上升了24. 68m,银波湖下降了6. 16m;有7个湖泊水位波动幅度在10～15m之间,应该引起人们重点关注。(2)可可西里地区湖泊水位动态变化主要与气候变化有关,其中降水增加(或减少)和湖面蒸发减少(或增加)是导致湖泊水位上升(或下降)的决定性因素,而气候变暖引起的冰川融水增加、冻土水分释放以及区内地下水补给形式可能是次要原因。[结论]利用卫星遥测技术对大范围无人区湖泊水位信息提取优势明显,数据时间序列较短是其瓶颈。可可西里地区湖泊数量众多,湖泊水资源调查和水安全评估应予以重视。
[期刊] 林业科学
[作者]
赵俊鹏 赵磊 陈尔学 万祥星 徐昆鹏
【目的】探索一种适用于已具备林下地形,可协同利用少量实测样地数据、抽样式采集的机载激光雷达(LiDAR)条带数据和区域全覆盖的资源三(ZY3)立体像对数据有效估测区域森林平均高的方法,为提高森林资源调查效率和精度提供技术支撑。【方法】以广西高峰林场2个分场为研究区,2018年获取覆盖整个研究区的机载LiDAR、ZY3立体像对和少量实测样地数据。将LiDAR数据提取的DEM作为历史已存在的林下地形,从全覆盖的LiDAR数据中抽取12条飞行条带的LiDAR数据"模拟"抽样式采集的LiDAR数据,形成"林下地形+LiDAR抽样+ZY3立体像对+样地"数据集;以样地和LiDAR数据提取出LiDAR抽样数据对应的森林平均高为模型建立的参考数据(因变量Y),以ZY3立体像对提取的数字表面模型(DSM)减去数字高程模型(DEM)得到的CHM_(ZY3)为自变量(X),采用普通最小二乘(OLS)模型、k-邻近(KNN)模型和回归克里格(RK)模型估测森林平均高,并对其估测效果进行比较评价。【结果】OLS和KNN模型的均方根误差(RMSE)分别为1.88和1.96 m,估测精变(EA)分别为87.18%和86.64%;RK模型估测精度相对较高,RK_(OLS)模型的RMSE=1.84 m,EA=87.42%;RK_(KNN)模型的RMSE=1.86 m,EA=87.32%。【结论】本研究中2类4种模型均可有效估测森林平均高,回归克里格模型(RK_(OLS)、RK_(KNN))优于非空间模型(OLS、KNN),RK_(OLS)模型估测精度最高;在林下地形已知时,协同利用少量实测样地数据、抽样式采集的机载LiDAR条带数据和区域全覆盖的ZY3立体像对数据能够实现区域森林平均高的高效、高精度估测。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
张蓉鑫 邢艳秋 张新伟 丁建华 蔡龙涛
为了量化激光天顶角对ICESat-GLAS波形数据反演森林冠层高度的影响,以吉林省汪清林业局经营区为例,基于ICESat-GLAS波形数据及DEM数据,在Allouis模型和Nie模型基础上,分别引入激光天顶角,对光斑内坡度引起的高度距离(GroundExtent)进行修正,建立森林冠层高度估测模型,并通过模型对坡度的校正能力、天顶角引起的GroundExtent理论误差以及大气延迟增量三个方面讨论分析天顶角在反演森林冠层高度中的影响。结果表明:天顶角的引入能够提高模型的估测精度,决定系数(R2)分别提高了6.56%、4.26%,且能更好地校正地形坡度;在外部条件相同的情况下,由天顶角(<1°)引起的GroundExtent理论误差在0.122~1.100m范围内;在天顶延迟约为2.3m时,天顶角(<1°)对大气延迟增量的影响为0.04~3.50mm。由此可知天顶角对估测森林冠层高度存在一定的影响,引入激光天顶角的冠层估测模型能更准确地反演森林冠层高度。
[期刊] 中国农业科学
[作者]
刘颖 王克健 谢让金 吕强 何绍兰 易时来 郑永强 邓烈
【目的】研究基于盛花期冠层高光谱数据的苹果花量估测技术，为植株花果管理和生产力预测技术的建立奠定基础。【方法】以５年生Ｍ９无性系砧木‘米奇嘎啦’苹果（Ｍａｌｕｓ ｐｕＭｉｌａ‘Ｍｉｔｃｈ Ｇａｌａ’）、树形为高纺锤形的植株为试材，在盛花期采集植株冠层可见－近红外高光谱图像，人工统计供试植株花量，比对分析基于原始光谱反射率（ｏｒｉＧｉｎａｌ ｒｅｆｌｅｃｔａｎｃｅ ｓｐｅｃｔｒａ，ｏｓ）与ｓａｖｉｔｚｋｙ－Ｇｏｌａｙ平滑法（ｓａｖｉｔｚｋｙ－Ｇｏｌａｙ ｓＭｏｏｔｈｉｎＧ，ｓＧ）、正态变量标准化（ｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｎｏｒＭａｌ ｖａｒｉａｂｌｅｓ，ｓｎｖ）、标准化（ｎｏｒＭａ．．．
[期刊] 西南农业学报
[作者]
张恒 梁太波 宋效东 江鸿 郭文孟 戴华鑫 翟振 冯长春 张艳玲
【目的】为实现区域尺度上烟田土壤pH的快速估测。【方法】以四川省296份烟田土壤为研究对象，利用高光谱成像获取土壤390～2500 nm波段的光谱反射率，系统研究12种光谱预处理方法、2种特征波段选择方法和4种建模方法对烟田土壤pH高光谱估测模型精度的影响。【结果】在600～2500 nm范围内，不同pH的光谱反射率曲线差异明显；原始光谱经单一预处理或组合预处理方法处理后，建立的估测模型精度均有所提高；其中一阶导数（First derivative， D1）组合标准正态分布（Standard normal variate， SNV）为最佳光谱预处理方法。竞争自适应重加权采样算法（Competitive adaptive reweighted sampling， CARS）筛选出了93个土壤pH特征波段，主要集中在近红外波段800～2500 nm。无论使用光谱全波段还是主成分分析降维得到的光谱特征，核岭回归（Kernel ridge regression， KRR）和支持向量机（Support vector machine， SVM）两种建模方法都取得了比偏最小二乘回归（Partial least square regression， PLSR）和岭回归（Ridge regression， RR）更高的估测精度；但使用CARS筛选的特征波段建模时，PLSR和RR取得了比KRR和SVM更高的估测精度。其中基于D1-SNV预处理方法，使用CARS筛选特征波段建立的土壤pH PLSR估测模型精度较高，模型验证集决定系数为0.758，均方根误差为0.555，相对分析误差为2.034。【结论】运用高光谱成像技术在区域尺度上对烟田土壤pH进行较高精度估测是可行的，pH估测可采用D1-SNV-CARS -PLSR模型。
[期刊] 中国农业科学
[作者]
陈红艳 赵庚星 李希灿 陆文利 隋龙
【目的】对土壤高光谱数据去噪提纯,提高土壤速效钾含量高光谱估测模型的精度和实用性。【方法】选取土壤有机质、碱解氮、有效磷含量近似而速效钾含量差异较大的样本76个,对土壤样本反射率对数的一阶导数光谱分别基于4种函数进行多层小波离散分解;提取小波低频系数,构建土壤速效钾含量高光谱估测模型。【结果】小波分解1—3层获得的低频系数可用以代表原始光谱。基于各小波函数相同尺度的低频系数,土壤速效钾含量估测建模精度差异不大。其中基于Bior 1.3函数分解的第2层低频系数建模精度略高,作为最佳估测模型,在数据压缩到25%、反映输入光谱信息95.6%的基础上,建模R2达到0.976,RMSE为10.66 mg...
关键词：
高光谱 土壤速效钾 小波分析 小波系数
[期刊] 中国农业科学
[作者]
费帅鹏 禹小龙 兰铭 李雷 夏先春 何中虎 肖永贵
【目的】利用2种灌溉处理下不同发育阶段的冬小麦冠层高光谱信息,通过机器学习方法对小麦籽粒产量进行估测精度研究,明确产量最佳估测模型,对于育种工作有着重要应用价值。【方法】以黄淮麦区207个主栽小麦品种为材料,于2018—2019和2019—2020年度连续2个生长季在河南省新乡基地的正常灌溉和节水处理下种植,并调查开花期、灌浆前期和灌浆中期的冠层高光谱数据,分别以6种机器学习方法和集成方法建立光谱指数产量估测模型。【结果】2种灌溉处理下,3个生育期各光谱指数均与产量呈极显著相关(P
关键词：
冬小麦 产量 高光谱 集成方法 机器学习
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
张巍巍 冯仲科 汪笑安 张雷 李丹丹 张凝
基于TM影像和样地数据,利用ERDAS处理软件平台,从影像中提取出可能与树高相关的遥感因子,并结合实测数据,通过多元分析中的因子分析及偏相关分析,获得对树高有显著性影响的自变量因子,运用逐步回归法建立树高估测模型。本研究以旺业甸林场为研究区域,其中以针叶林为主要研究对象,利用3倍标准差法进行数据筛选和偏相关分析,可得到该模型的相关系数较高(R=0.808),再利用剩余的18块未参加建模实地调查数据进行检验。结果表明,估测树高的总精度可达到88.55%。具有较好的估测效果。
[期刊] 自然资源学报
[作者]
张娟娟 田永超 姚霞 曹卫星 马新明 朱艳
基于高光谱(350~2 500 nm)数据,研究了我国中、东部地区5种主要类型土壤全氮含量与高光谱反射率之间的定量关系,构建了基于偏最小二乘法(PLS)、BP神经网络(BPNN)和特征光谱指数的土壤全氮含量估算模型。结果表明,以500~900 nm、1 350~1 490 nm区域波段反射率经Norris滤波平滑后的一阶导数光谱为基础,构建的基于PLS和BPNN的土壤全氮含量估算模型精度较高,建模决定系数分别为0.81和0.98;独立观测资料检验结果显示,模型预测决定系数分别为0.81和0.93,均方根误差RMSE为0.219 g.kg-1和0.149 g.kg-1,相对分析误差RPD为2.2...
[期刊] 林业科学研究
[作者]
钟伟华 何昭珩 吴精南
在开展火炬松、湿地松优树选择工作中 ,为使“五株优势木对比法”在应用上更简便快捷 ,在研究该方法的优良度与小样地法的缩差值相关关系基础上 ,筛选出运用优良度估测树高、胸径和材积缩差值的 9个回归方程 ,以及仅用胸径 (火炬松 )或树高 (湿地松 )优良度估测材积缩差的 2个回归方程 ;建立起以缩差 U查对入选率 P、选择强度 i的三维换算表 ,以及用胸径或树高优良度估测材积缩差及其估测误差查算表。提出了确定优良度选择下线的依据 ,简化了估测遗传增益和选择效果的方法。此外还发现 i值随 U值增加而逐渐迫近时 ,P值迅速下降 ,因此 ,要选出一定数量的优树 ,i值定界不宜太高 ,否则很难选得优树
关键词：
优树 选择方法 火炬松 湿地松 回归估测
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