点云密度对无人机激光雷达森林参数估测精度的影响

[目的]点云密度是影响无人机激光雷达数据获取和预处理成本和效率的关键因素,探明点云密度对林分尺度无人机激光雷达森林参数估测精度的影响,有助于优化无人机激光雷达森林应用技术方案。[方法]以马尾松、桉树人工林为研究对象,采用百分比重采样方法,对密度为247点·m^(-2)的原始点云按40%、20%、8%、4%和2%的比例降低点云密度,得到1个全密度原始点云数据集和5个稀疏密度点云数据集;每个数据集独立进行点云分类、地面点滤波和数字高程模型生成、点云高度归一化等预处理并提取激光雷达变量;对于同一森林类型的同一个森林参数(林分蓄积量、断面积、平均高和平均直径)的估测,各个数据集都采用相同的乘幂模型结构式进行模型拟合,然后比较分析模型优度统计指标的差异,包括:决定系数(R^(2)),相对根方根误差(rRMSE)和平均预报误差(MPE);采用配对样本t检验方法对各个数据集的森林参数估测结果和激光变量的差异进行统计分析。[结果]当点云密度分别稀疏至100、50、…、5点·m^(-2)时,各个森林参数估测模型的精度保持基本一致;各个稀疏密度点云数据集的森林参数估测值的均值与原始点云数据集的估测值的均值不存在显著性差异(p≥0.05);各个稀疏密度点云数据集激光变量的均值和原始点云数据集激光变量的均值基本上不存在显著性差异(p>0.05)。[结论]在无人机激光雷达森林资源调查监测应用中,点云密度可低至5点·m^(-2)。然而,本试验结果仍需通过不同飞行高度获取不同密度点云数据予以验证。

基于机载激光雷达的杉木林分高生长变化分析

机载激光雷达可准确获取林分高生长量,实现林分高生长量在更广阔空间尺度上的年生长监测。为实现杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林年生长量监测,通过直升飞机搭载的机载激光雷达系统获取试验区林分点云数据,通过重采样得到10 m×10 m、20 m×20 m和30 m×30 m分辨率的冠层高度模型;分别设置100、200、300和400个随机点,并提取不同分辨率下的杉木林分冠层年高生长量,共获取12个处理;通过比较不同处理杉木林分年高生长量差异,选择最优的重采样分辨率;结合数字正射影像,提取杉木林分不同小班年高生长量。结果表明,400随机点数且分辨率为10 m×10 m处理下获取的数据较准确,出现异常的概率较小。2016—2017年,杉木林分年高生长量均值为0.80 m。总体上,杉木林分年高生长量增长阶段为12~15年,最大值约为2.61 m;下降阶段为15~20年,波动阶段为20~27年,最小值约为0.19 m。通过机载激光雷达数据获取冠层高生长量,能有效监测杉木林分高生长情况,可为森林资源管理与监测提供参考。

点云密度对机载激光雷达大区域亚热带森林参数估测精度的影响

【目的】点云密度是影响机载激光雷达数据获取和预处理成本的关键因素,探明点云密度对森林参数估测精度的影响,为机载激光雷达大区域森林调查监测应用技术方案的优化提供参考依据。【方法】基于我国广西一个亚热带山地丘陵区域获取的机载激光雷达和样地数据,通过系统稀疏方法,将全密度点云(4.35点·m^(-2))分别稀疏至4.0、3.5、3.0、2.5、2.0、1.5、1.0、0.5、0.2和0.1点·m^(-2),得到11个样地尺度的点云数据集,包括1个全密度和10个稀疏密度点云数据集;应用配对样本t检验方法,分析4种森林类型(杉木林、松树林、桉树林和阔叶林)中稀疏密度点云和全密度点云之间12个激光雷达变量的差异;通过变量和结构固定的多元乘幂模型式,分别采用不同密度点云数据集对林分蓄积量(VOL)和断面积(BA)进行估测,比较模型优度统计指标决定系数(R^(-2))、相对均方根误差(rRMSE)和平均预估误差(MPE)的差异,并应用t检验方法分析稀疏密度点云VOL和BA估测值均值和全密度点云相应估测值均值的差异。【结果】1)点云密度较低时,稀疏密度点云分位数高度(ph25、ph50和ph75)的均值与全密度点云相应变量的均值存在显著性差异,但不同森林类型、不同变量出现显著性差异时的点云密度不同,各森林类型中稀疏密度点云平均高(H_(mean))和点云高变动系数(H_(cv))的均值与全密度点云相应变量的均值基本不存在显著性差异,但点云最大高(Hmax)的均值存在显著性差异;2)各森林类型中,稀疏密度点云冠层覆盖度(CC)和中下层分位数密度(dh25)的均值与全密度点云相应变量的均值差异不显著(阔叶林dh25除外),但中上层分位数密度(dh50和dh75)存在显著性差异;3)各森林类型中,稀疏密度点云平均叶面积密度(LAD_(mean))的均值与全密度点云LAD_(mean)的均值存在显著性差异,当点云密度较低时,稀疏密度点云叶面积密度变动系数(LAD_(cv))的均值与全密度点云LAD_(cv)的均值存在显著性差异;4)各森林类型中,不同密度点云VOL和BA估测值差异很小,且均不存在显著性差异,但随点云密度降低,杉木林、松树林和桉树林VOL和BA估测模型的R^(-2)缓慢逐渐减小,rRMSE和MPE缓慢逐渐增大,森林参数估测精度逐渐降低,阔叶林VOL和BA估测模型的R^(-2)、rRMSE和MPE受点云密度变化影响不大。【结论】点云密度降低导致激光雷达变量标准差增大是造成森林参数估测模型精度降低的主要原因,在实际机载激光雷达森林资源调查监测应用中,点云密度以大于0.5点·m^(-2)为宜。

2007-2019年《实验动物科学》刊发论文的分析

在统计《实验动物科学》2007—2019年刊载的78期1477篇论文有关数据的基础上,对刊发论文基本情况(包括载文量,基金项目论文,论文的作者、单位分布、地区分布、合作度和合著率等)和论文内容(研究方向和研究热点)进行定量分析,以期探索本刊在实验动物学科发展中的作用,了解和把握学科发展趋势,为科技工作者搭建更好的学术交流与对话平台提供参考。

《实验动物科学》期刊在生命科学研究中发挥学术导向作用的探讨

促进科学技术发展与文明传承是科技期刊的核心功能,科技期刊不能被动地按照来稿刊发科研或学术研究成果,而应积极发挥其引领学科和专业的发展、促进科技创新的导向作用,特别是高质量、权威性学术期刊应充分发挥科技期刊的学术导向这个重要功能,对学术期刊本身提出更高的标准要求。通过《实验动物科学》期刊创刊至今的发展历程,探讨科技期刊在积极发挥学术导向作用重要途径。

基于无人机激光雷达的人工林碳储量线性与非线性估测模型比较

【目的】森林碳储量是生态系统结构与功能的重要指标,掌握森林碳储量现状有利于森林资源管理。激光雷达能够用于监测森林资源,但是存在森林参数估测的模型多、变量不确定和缺乏林分三维结构解析意义的变量等问题,因此,需要选择合适的林分解析变量和模型。【方法】借助无人机激光雷达点云数据与样地调查数据,以内蒙古自治区赤峰市喀喇沁旗旺业甸人工林为研究对象,分别使用多元线性模型与多元乘幂模型以不同变量对林分碳储量进行估测,选出最优模型并进行精度评价。【结果】研究表明:(1)模型方法而言,非线性模型的检验效果优于线性模型的检验效果:非线性模型(R2为0.66~0.86,rRMSE为23.51%~9.91%),线性模型(R2为0.52~0.85,rRMSE为27.70%~12.38%)。(2)模型使用平均高、郁闭度为基础变量,以穷举法筛选出来的变量组合,估算森林参数得出最佳模型,其中非线性模型以激光点云平均高、郁闭度、高度变动系数和叶面积变动系数的估算精度最高(R2=0.86,rRMSE=9.91%)。【结论】通过激光雷达估测人工林碳储量时,加入垂直结构变量可以提高模型拟合效果,非线性模型比线性模型更适合人工林碳储量的估测。

长安古乐谱的韵曲

古乐谱是古代人们为记录音乐而采用的各种书写形式和方法。它有文字谱、减字谱、半字谱、指法谱、音位谱等。律吕字谱只是标明音高。《声曲折》谱则是以曲折回旋的笔划记录,加上口传手示,用来表示音高和旋律节奏的一种乐谱。长安古乐谱则是唯一采用《唐来燕乐半字谱》的古乐谱。这些不同形式的古乐谱,在一定的历史时期,起到了保留古代音乐的积极作用。对我们今天能够再现和聆听一些古代音乐遗响,并对它们能够进行深入细致的研究探索,莫不借助于古乐谱的存在。

认真译好《长安古乐》曲谱——与李石根同志商榷

《长安古乐》是千百年来流传于我省西安城区及长安、周至、兰田一带郊县乡间有歌有舞的大型《套曲》乐种,它继承了唐、宋音乐传统,在发展中不断吸收元、明、清各代姊妹艺术和各地民间艺术精华。它源远流长,至今仍保留于民间。正如中国音乐家协会主席李焕之的题辞:“隋唐遗音,历久不衰,长安古乐,青春常在。”

外源水杨酸(SA)对杉木组培苗继代生长的影响

研究水杨酸(SA)对杉木Cunninghamia lanceolata继代组培苗生长的影响,统计SA处理后60d中组培苗增殖系数、株高,并测定其叶绿素及总酚含量。结果表明,0. 25 mg/L及0. 5 mg/L的低浓度SA处理对杉木组培苗继代植株生长有促进作用,而1 mg/L及2 mg/L的高浓度SA处理则显著抑制了植株的生长,但低浓度与高浓度的SA均对组培苗增殖无显著影响;添加0. 5 mg/L浓度水杨酸处理组培苗时增殖系数提高,最高可达5倍,并可显著缓解继代时间延长造成的叶绿素含量下降和总酚含量升高的过程,当SA添加量达1 mg/L及2 mg/L时,杉木组培苗叶绿素含量虽仍能保持较高水平,但总酚含量却极显著高于未添加SA处理的组培苗。

西安“古乐”今昔谈

古城长安及其附近,流传着一种古老的民间音乐艺术,叫“古乐”,它产生于文化艺术高度发达的盛唐时期,从它一诞生就以“祈雨”、“斗乐”的活动方式,并以“行乐”和“坐乐”两种演奏形式,活跃于唐代长安古城。 西安“古乐”现存有千余首传统曲谱,这些曲谱都是用“燕乐半字谱”记录的,它和“敦煌曲谱”以及“白石道人歌曲旁谱”

西安“古乐”的演奏形式之一——行乐

西安“古乐”有两种演奏形式,一是行乐,二是坐乐。行乐主要是在“祈雨”途中行进时演奏;坐乐主要是在“斗乐”时演奏。 行乐,一般是在行走中演奏的音乐。六月里祈雨时,一边行走一边演奏;正月里耍社火,古乐社为民间舞蹈伴奏,也是一边行走一边演奏。当然,在庙门前站立着演奏,或坐下来为舞蹈伴奏,虽然不行走了,但演奏的仍旧是行乐。经过长期的演变。

西安“古乐”的演奏形式之二——坐乐(上)

“坐乐是西安古乐中“行乐”之外又一种主要的演奏形式。演奏坐乐时需要坐在桌子周围,所以就叫做坐乐。坐乐所演奏的是一些大型套曲,它们具有复杂而严谨的曲体结构;丰富多采的配器手法。据艺人们谈,坐乐主要用于”斗乐”这一活动,艺人们俗称“斗乐”为“对垒”、“支桌子”、“摆开”等。实际上斗乐就是定期举行的音乐比赛,正是由于有这种定期的比赛,才使西安“古乐”能够长期保存下来并得到不断发展。

西安“古乐”的演奏形式之二——坐乐(中)

在明白了有关坐乐套曲解译等方面的情况之后,下面我们就分段来解译“八拍坐乐《玉娇枝》全套” (谱例见本刊下期)。 (一)开场 “开场”是整个坐乐套曲的敲击乐前奏。“开场”这一种形式可能是从旧戏中搬来的。旧戏中的开场锣鼓有两种作用:一是对演员进行催场;一是集中观众注意力,安定剧场秩序。乐社“斗乐”时也是在大庭广众间进行的,所以同样需要敲“开场”来起到上述作用。

机载激光雷达亚热带森林乔木层垂直结构分类方法

森林垂直结构分类具有重要的生态学和林学意义。以广西为研究区,通过10阶多项式对样地的离散机载激光点云的高度—覆盖度频率分布进行拟合,得到反映冠层物质垂直分布的垂直冠层剖面(伪波),通过伪波提取有效峰、冠层表面高、层下高、林层高与冠层表面高比值等冠层结构参数,建立分类规则,将林分乔木层垂直结构分为6个类型,采用混淆矩阵评估分类精度,并选取一个面积为1369km^(2)的区域进行制图以检验分类规则的可推广性。结果表明:1)1147个样地的总体分类精度为93.9%,Kappa系数为0.913;2)单峰、双峰、3峰剖面的分类错误率为6.2%,7.4%和9.1%,杉木林、松树林、桉树林和阔叶林的分类错误率分别为9%,6.4%,2.4%和6.9%,说明林分垂直结构越复杂分类精度越低;3)各个林层的检测精度均高于96%,漏检率均小于4%,误检率均小于10%,表明各个林层都能够得到准确的检测;4)制图区域的分类规则的覆盖率达到99.8%。研究表明,乔木层垂直结构分类方法具有分类精度高、普适性强、可推广性好、空间信息丰富的特点,适用于大区域亚热带森林乔木层垂直结构分类制图。

基于SWOT分析的黄石乡村旅游发展研究

文章运用SWOT分析法,理清发展头绪,指出黄石乡村旅游应该实施增长型发展战略,最大限度地利用优势和机遇,对抗劣势和威胁,充分利用乡村旅游资源,深度挖掘地方文化,统一规划、重塑旅游形象,强势打造黄石特色的乡村旅游品牌。

西安《古乐》谱概述

燕乐半字谱是西安古乐使用的唯一乐谱,目前能够使用这种半字谱的,恐怕也只有西安古乐这一个乐种了。几十年前,在西安古乐界里能够直接用半字谱韵曲的人还为数不少,据兰田县楸树庙村老艺人张玉禄说:“五十年前我们村会韵曲的有好几十人,现在只剩下我这个“半边儿” (识谱能力不精通的意思)了。”从整个西安古乐界来讲,目前能够直接用半字谱顺利韵曲的老艺人,确实也仅仅剩下五、六个人了,他们大多数也都年老体衰。

生根剂及插条粗度对灰木莲扦插生根影响

以广西南宁市郊区2 a生灰木莲Magnoliaceae glanca优树的当年生枝条作为插条,初步探索灰木莲扦插生根方法。结果表明:选择直径范围7.1~8.5 mm的灰木莲插条利于生根,在植富1 000 mg·L^(-1)生根剂中浸泡2 h,保存率可达63%、生根率达32%、平均根长达5.7 cm、平均每株生根数达5.7条。