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[期刊] 自然资源学报
[作者]
赵安玖
森林叶面积指数是陆地表面过程和地球系统气候模型的基本参数,更是森林结构的关键参数之一,已广泛应用于辐射、植物光合作用和降雨截流估测等方面。论文以川西南山地阔叶林5种不同群落类型为研究对象,基于地面调查的112个20 m×20 m样地和SPOT 5数据,运用5种图像处理技术,包括光谱反射率、植被指数、影像单波段纹理、简单波段比纹理和主成分纹理,提取相应影像信息,建立多元回归模型估算有效叶面积指数(LAIe)。结果表明:光谱反射率、单波段纹理参数和植被指数对LAIe估测能力相对较低,利用植被指数仅获得实测LAIe约65%的精度(R~2=0.65,RMSE=0.28 m~2/m~2);更为有效的是运用所有比值处理的纹理特征参数值来估测LAIe,可获得实测LAIe约74%的变异(R~2=0.74,RMSE=0.20 m~2/m~2);改进最理想的是利用主成分处理建立的回归模型(R~2=0.85,RMSE=0.10 m~2/m~2)。不同群落的LAIe估测,整体上相应地优于研究区结果,其中栲群落决定系数R~2更是高达0.89(RMSE=0.07 m~2/m~2)。对于研究区阔叶林以窗口7×7、9×9比较成功,而各群落以窗口9×9较好。因此比值处理、主成分处理的纹理特征参数引入及高空间分辨率数据的使用,能显著提高LAIe估测精度。
[期刊] 自然资源学报
[作者]
赵安玖
森林叶面积指数是陆地表面过程和地球系统气候模型的基本参数,更是森林结构的关键参数之一,已广泛应用于辐射、植物光合作用和降雨截流估测等方面。论文以川西南山地阔叶林5种不同群落类型为研究对象,基于地面调查的112个20 m×20 m样地和SPOT 5数据,运用5种图像处理技术,包括光谱反射率、植被指数、影像单波段纹理、简单波段比纹理和主成分纹理,提取相应影像信息,建立多元回归模型估算有效叶面积指数(LAIe)。结果表明:光谱反射率、单波段纹理参数和植被指数对LAIe估测能力相对较低,利用植被指数仅获得实测LA
[期刊] 自然资源学报
[作者]
赵安玖 陈昆 郭世刚
叶面积指数(LAI)是森林经营管理的一个重要参数,亦是众多基于土壤、大气和植被相互作用的森林经营管理动态模型的关键输入变量之一,但目前获得大尺度、高空间分辨率的LAI精确估计仍十分困难。以川西南山地常绿阔叶林为研究对象,基于地面调查的83个20 m×20 m样地和SPOT5遥感数据,运用不同的方法,估测了区域森林有效叶面积指数(LAIe)。利用遥感数据作为辅助变量,比较了来自遥感数据的直接辐射关系法(DRR)和地统计学方法协同克里格(CK)、回归克里格(RK)的LAIe空间分布差异。此外,运用反距离权重(IDW)、全局多项式(GPI)、普通克里格(OK)、泛克里格(UK)等方法也对LAIe进行...
[期刊] 林业科学
[作者]
吴项乾 曹林 申鑫 汪贵斌 曹福亮
【目的】精确估测银杏人工林有效叶面积指数(eLAI),以更好了解银杏人工林的生长和竞争、理解人工林生态系统的功能和生产力。【方法】基于多旋翼无人机激光雷达(LiDAR)系统获取的点云数据,结合45块地面实测样地数据,使用孔隙度模型法(通过计算点云的冠层穿透率,根据Beer-Lambert定律计算有效叶面积指数)和统计模型法(首先通过地面实测的有效叶面积指数和所提取的LiDAR特征变量建模,然后借助拟合的模型估测有效叶面积指数)对我国典型银杏人工林进行样地尺度的有效叶面积指数估测。【结果】1)使用统计模型法估测eLAI时,仅利用LiDAR高度特征变量估测精度为R2=0. 38(rRMSE=54%),引入其他特征变量(冠层密度特征、冠层容积比以及强度特征变量)后精度分别达到R2=0. 64(rRMSE=26%)、R2=0. 61(rRMSE=28%)、R2=0. 74(rRMSE=23%); 2)根据Cover将样地分组建模后发现,分组建模的精度优于不分组建模的精度;3)孔隙度模型法估测有效叶面积指数的精度为R2=0. 71(rRMSE=32. 0%)。【结论】结合多组LiDAR特征变量估测有效叶面积指数能够充分挖掘LiDAR数据包含的冠层结构特性,从而提升估测精度;同时,使用孔隙度模型法可以有效估测银杏人工林有效叶面积指数。无人机LiDAR点云在估测银杏人工林有效叶面积指数上具有较好的潜力。
[期刊] 林业科学
[作者]
周靖靖 赵忠 刘金良 赵君 赵青侠 刘俊
【目的】合理利用高分辨率影像空间信息可提高森林参数的估算精度,本研究在前人基础上进一步细化,探索高分辨率影像的光谱与空间信息在提高森林有效叶面积指数(LAIe)估算精度上的组合规律,以期为高分辨率影像对森林参数的估算和森林健康评价研究提供参考和基础数据。【方法】以黄土高原渭北地区刺槐人工林为研究对象,野外测定76块刺槐人工林样地的LAIe,并分别提取高分辨率快鸟影像全色数据的7种纹理指数(角二阶矩阵ASM、同质性HOM、相关性COR、对比度CON、非相似度DIS、变化量VAR、熵ENT)和多光谱数据的7种光谱信息(近红外波段b4、土壤调节植被指数SAVI、修正的土壤植被指数MSAVI、非线性植...
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
刘志理 毕连柱 宋国华 王全波 刘琪 金光泽
【目的】探讨叶面积指数(LAI)的空间异质性及其影响因素,以期为准确地获得局域、区域等大尺度上LAI的空间分布特征提供参考依据。【方法】依托黑龙江丰林国家级自然保护区30 hm2典型阔叶红松林动态监测样地,首先通过LAI与胸高断面积间的经验模型得到阔叶红松林内红松、冷杉、紫椴、硕桦、裂叶榆和色木槭6种主要树种及林分水平上的LAI,然后采用半方差函数和Kriging空间插值等地统计学方法分析LAI的空间异质性特征以及与地形因子(海拔、坡度、坡向和曲率)的相关关系。【结果】主要树种LAI的变异系数均大于10%,具有中等或强变异性,且变异程度表现为裂叶榆>硕桦>紫椴>红松>色木槭>冷杉。红松LAI的空间结构比(块金值(C0)/基台值(C0+C))为0.50,具有中等程度的空间自相关,而其他5个树种的比值均低于0.25,具有强烈的空间自相关;主要树种LAI的变程范围为24 m(紫椴)～126 m(红松)。红松、裂叶榆和色木槭的空间异质性具有较明显的各向异性结构特点,且红松的LAI在240 m尺度范围内时,东西方向(0°)上的空间异质性明显大于南北方向(90°),240 m以后出现相反的结果。红松的LAI与海拔、坡度、坡向和曲率4个地形因子均呈极显著正相关(P<0.01),其他树种的LAI与地形因子也表现出不同的相关关系。【结论】LAI的空间异质性不仅与研究尺度相关,而且与方向相关;地形因子对LAI空间分布的影响存在种间差异,但整体来看,4个地形因子均对LAI的空间分布存在显著影响。
[期刊] 林业科学
[作者]
向洪波 郭志华 赵占轻 王建力
总结不同空间尺度森林叶面积指数(LAI)的估算方法,并讨论这些估算方法的优缺点与发展趋势:通过地面实测来估算小尺度的森林LAI,包括破坏性采样法、落叶收集法、异速生长方程法、光学仪器法和倾斜点嵌块法;通过遥感反演估算区域乃至全球尺度的森林LAI,包括统计模型法、基于冠层物理特征与反射特性的冠层反射模型法、人工神经网络技术及查表法。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
梁勇奇 李明泽 杨瑞霞 耿同 李欢
【目的】使用离散型激光雷达数据反演叶面积指数(LAI)的过程中,数据预处理的关键步骤为激光雷达滤波。穿透指数(LPI)作为反演过程中的重要变量,需要根据点云的类型计算,从而直接受到滤波精度的影响。因此,滤波算法的精度能间接影响到反演LAI的精度。虽然滤波算法不断改进,滤波精度逐渐提高,应用在越来越多的场景,但关于不同滤波算法对反演LAI精度影响的探讨较少。【方法】本文通过对机载LiDAR滤波算法历史、发展和现状的调研,最终选择混合滤波算法(Hybrid)、自适应不规则三角网滤波算法(ATIN)、形态学滤波算法(Morph)和基于坡度滤波算法(Slope)为研究对象;分别使用这4种算法,得到点云中的地面点;根据Beer-Lambert定律,反演帽儿山国家森林公园落叶松林和榆树林的LAI;以经过评估的精度更高的Hybrid算法为标准,计算另外3种算法的滤波精度和LPI偏差;对比分析LAI反演模型的平均精度;最后,通过分析不同误差来源的影响强度,确定了反演LAI时较好的滤波算法。【结果】在最佳的采样半径下,经过Hybrid、ATIN、Morph和Slope滤波算法处理,LAI反演模型的平均精度,在落叶松林,R2分别为:0.900 3、0.876 3、0.892 5、0.877 0;RMSE分别为:0.105 6、0.134 5、0.109 7、0.133 2;在榆树林,R~2分别为:0.914 4、0.903 0、0.887 2、0.900 0;RMSE分别为:0.269 0、0.201 7、0.189 4、0.207 0。在落叶松林,I类误差较大的Morph算法,能保证较高的模型精度;而Ⅱ类误差较大的Slope和ATIN算法对应的反演模型精度较低。【结论】经不同滤波算法处理得到的LAI反演模型精度存在差异,经混合滤波算法处理其对应的LAI反演模型精度更高,形态学滤波算法的滤波精度较低,对应的反演模型精度较高;滤波算法导致的Ⅰ、Ⅱ类误差中,Ⅱ类误差对LAI反演模型的影响更大。
关键词：
激光雷达 叶面积指数 滤波 森林植被
[期刊] 林业科学
[作者]
施月园 王彦君 金光泽 刘志理
【目的】构建小兴安岭8种阔叶树在不同叶生长期的叶面积经验模型,以期为快捷、准确地测定不同叶形阔叶植物的叶面积及其动态变化提供技术支持。【方法】以小兴安岭地区阔叶红松林内的白桦、紫椴、色木槭、青楷槭、枫桦、水曲柳、春榆和裂叶榆8种阔叶树种为对象,在叶生长期(5月底)、叶稳定期(7月中旬)和叶凋落初期(9月初),分别测定叶长L、叶宽W及叶面积LA,并以叶长与叶宽之比(叶长宽比)的中位数为基准,将8种树种分为2组,构建适于预测不同树种在不同叶生长期的通用LA经验模型,并评估模型预测精度;最后以2种灌木为例检验了经验模型预测其他阔叶植物LA的适用性。【结果】8种阔叶树种在不同叶生长期的LA最优模型均为幂函数;对叶长宽比小于1.5(中位数)的树种组,5和7月的LA经验模型为LA=0.618×L~(1.197)W~(0.806),预测精度为81%～96%,9月的经验模型为LA=0.581×L~(1.332)W~(0.671),预测精度为83%～94%;对叶长宽比大于1.5的树种组,5月的LA经验模型为LA=0.627×L~(0.975)W~(1.063),预测精度为91%～95%,7月的经验模型为LA=0.705×L~(0.876)W~(1.146),预测精度为92%～96%,9月的经验模型为LA=0.607×L~(0.970)W~(1.076),预测精度为92%～95%;利用这些模型预测毛榛(叶长宽比小于1.5)和暴马丁香(叶长宽比大于1.5)不同叶生长期LA的精度为88%～94%。【结论】对不同叶生长期需构建不同经验模型来预测LA,以叶长宽比为分类标准对多种阔叶树进行分类是可行的,且基于乔木树种构建的经验模型能有效预测灌木的LA,研究结果可为快捷、高效地预测其他阔叶植物的LA提供技术支持。
关键词：
叶面积 叶长 叶宽 叶长宽比 经验模型
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
席建超 张红旗 张志强
以红壤丘陵典型区千烟洲及其周边为研究区,利用陆地卫星TM图像数据和同期野外实测的37个针叶林样地有效叶面积指数数据,分析了遥感植被指数与湿地松、杉木林、马尾松和针叶林总体之间的相关关系,进而分别建立了遥感植被指数与不同林型针叶林有效叶面积指数间的线性与非线性回归模型.研究表明,遥感植被指数与不同林型针叶林有效叶面积指数存在较好的相关性,但不同林型之间的相关系数存在一定差异;所建立的针叶林有效叶面积指数遥感反演模型以三次曲线回归方程拟合精度最高.
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
罗光浪 何世强 谭伟 戚玉娇
【目的】以评估光学仪器法测定马尾松人工林叶面积指数(LAI)的精度、量化不同因素的影响,以异速生长方程法测定LAI为参考合理校正光学仪器法测量值,为马尾松林LAI的精准测定提供技术支持。【方法】以贵州省黔中地区马尾松人工幼龄林(8 a)、中龄林(13 a)、近熟林(22 a)及成熟林(30 a)为对象,采用半球摄影(Digital hemispherical photography, DHP)和LAI—2200植物冠层分析仪(LAI—2200)两种光学仪器法估测林冠LAI,量化木质比例(Woody-to-total area ratio,木质部面积占叶片和木质部总面积的比例)、集聚指数(Clumping index,冠层水平上的集聚效应)和针簇比(Needle-to-shoot area ratio,簇内水平上的集聚效应,即针叶面积与样簇面积比)对光学仪器测定值的影响。同时以异速生长方程法测定值为参考,评估和校正两种光学仪器法测定LAI的精度。【结果】马尾松针簇比为1.51～1.70,随着林龄的增大呈显著增大趋势(P <0.05);木质比例在0.01～0.14之间,表现为幼龄林<成熟林<近熟林<0.83。【结论】基于异速生长方程法和两种光学仪器法(DHP和LAI—2200)构建的回归方程适用于马尾松人工林有效LAI的校正,而合理量化木质比例、集聚效应及针簇比等误差源是提高光学仪器测定LAI精度的关键。
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
吴伟斌1杜俊毅2洪添胜2冯灼峰2梁家越2李爽爽2
果树的叶面积指数（LAI）能为精确喷雾提供重要参考依据，但常规定义从垂直方向检测叶面积指数不满足水平方向精确喷雾的实际需求。采用LAI近红外透射检测系统从水平方向上检测柑橘树的LAI值，进而计算水平方向的叶片总面积，并以应用直接法得到的叶片真实总面积作为标准值衡量误差大小，同时与垂直方向的检测结果比较。结果表明：在水平方向上东西和南北2个方向LAI检测结果的绝对误差的平均绝对值分别为0.45和0.40，相对误差的平均绝对值分别为17.37%和14.91%； 叶片总面积的检测结果的误差与在垂直方向上应用LAI红外透射检测系统或WinSCANOPY型冠层分析仪的检测结果的误差接近； 在水平方向上检...
[期刊] 浙江林学院学报
[作者]
武红敢 乔彦友 严小君 陈林洪 陈雁
以浙江江山、衢县的马尾松幼龄林为试材，测定了马尾松、阔叶下木、草本层的绿色生物量（即鲜叶量）和叶面积，并建立了乔木层、灌木层和草本层的绿色生物量同郁闭度或盖度的回归方程，总结出浙西山地马尾松幼龄林林分的叶面积指数。
关键词：
马尾松 幼龄林 生物量 叶面积指数
[期刊] 浙江林学院学报
[作者]
汤孟平 周国模 施拥军 陈永刚 吴亚琪 赵明水
在浙江省天目山国家级自然保护区内,采用一次性调查方法,研究常绿阔叶林群落物种多样性。样地大小为100 m×100 m。用激光对中全站仪测定每株树木坐标。根据树木的地径和胸径,把常绿阔叶林群落种群分为幼苗、幼树、小树、中树和大树等5个大小级。采用丰富度和多样性指数进行群落物种多样性分析。根据种-面积曲线确定最小取样面积。结果表明:在1 hm2样地内,共记录到木本植物127种,其中乔木为76种,灌木51种。群落木本植物物种丰富度最高的是小树级,多达99个物种,占群落木本植物总物种数的78%。除幼树外,从幼苗到大树,物种多样性指数和优势种数呈增加趋势。要获得天目山常绿阔叶林群落80%以上的木本植物种...
[期刊] 林业科学
[作者]
何学友 蔡守平 谢一青 熊瑜 曾丽琼 黄金水 丁珌 邹示炎
2011年5月对12年生、树高1.5～2.1m、造林密度为1500株·hm-2的普通油茶进行不同面积剪叶处理,以此模拟病虫等的危害,研究油茶叶片损失对其产量和品质的影响。结果表明:不同剪叶处理对油茶落果率、果实质量、果实鲜出籽率、出仁率、干仁含油率均有一定影响。当叶损失量(剪叶量)为25%,50%和75%时,落果率分别为61.2%,83.8%和84.1%,是对照的1.54,2.11和2.12倍,显著高于对照;而叶损失量为12.5%时,油茶落果率与对照差异不显著。当叶损失量高于25%时,鲜出籽率(低于41%)、出仁率(低于14%)和干仁含油率(低于37%)均出现明显的下降趋势,与对照(44.6%...
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