基于ALS和TLS融合数据的枝条属性因子构建木材材积模型

【目的】立木材积作为森林蓄积量估算的重要单元,具有重要的森林资源调查意义,研究基于多源激光雷达手段获取立木枝条属性因子的方法,探究树木点云构建更优立木材积预测模型的能力。【方法】本文基于地基激光雷达(TLS)与机载激光雷达(ALS)融合的点云数据,运用几何特征树木骨架和提取不完全模拟水分和养分传输算法(ISTTWN),建立三维树木模型,并获取杨树单木的枝条属性因子。通过构建以枝条属性因子为自变量的立木材积预测模型,探索构建林分蓄积量最优估测模型。【结果】融合后的枝条属性因子较融合前精度有所提高,提取精度依次为着枝高度>枝长>弦长>着枝角度>分枝角度>弓高,其中枝长拟合度最高,R2达0.989。在利用特征参数与枝条属性因子构建材积预测模型中,基于枝条属性因子构建的模型较由特征参数建立的线性与非线性材积模型R^(2)分别提高0.088与0.110,RMSE则分别降低0.012与0.009 m^(3)。而将二者结合共同构建立木材积模型后,其线性与非线性模型拟合度分别达0.729与0.759,为六组材积预测模型中最佳。【结论】TLS与ALS融合点云数据后,由于数据之间的相互弥补,有效提高点云密度,在三维树木模型研建中能够显著的提高枝条属性因子的提取精度,同时在材积预测模型中加入枝条属性因子这一自变量能够有效提高模型预测的准确性。

基于地理编码的森林碳储量空间分布分析应用

【目的】探索基于地理编码的森林碳储量的空间分布,为森林碳储量长周期空间变化分析提供方法参考。【方法】基于紫金山1987、2002和2019年3期森林资源二类调查数据,结合生物量转换因子连续函数法,并利用地理编码的固定网格对32年来紫金山的森林碳储量及其空间分布变化进行分析。【结果】1)在时间维度上,1987、2002和2019年研究区森林碳储量分别为62541.1、81703.0和106281.8 t,32年来净增加43740.7 t,年平均增加1325.5 t;阔叶类乔木林的碳储量占森林碳储量的62.1%、73.0%、81.7%,明显大于针叶类乔木林和针阔混交类乔木林。1987和2002年期间,中龄林和成熟林的碳储量之和占乔木林碳储量的76.4%、60.4%;2019年,成熟林及过熟林碳储量占乔木林总碳储量的59.5%。2)在空间分布上,研究区森林碳储量均呈现由南到北逐渐增大的空间分布特征。中碳储量和高碳储量分布区域占比从1987年的45.1%提升到2002年的53.9%,到2019年的60.3%。研究区中稳定性、中高稳定性和高稳定性区占总面积的71.1%,森林碳储量的总体稳定性区域占比较高。3)在时空维度上森林经营作用,针对区域森林碳储量长周期空间变化分析困难和森林经营明确空间位置精度低的问题,论文研究提出的方法,既能对比相同空间位置长时间序列森林碳储量的分布特征,又能对比分析其具体明确空间位置固碳增碳的森林经营效果,也便于查询监督;能为林长制网格化长周期管理提供支撑以及区域森林碳汇经营精准提升提供技术支撑。【结论】利用地理编码的固定网格及变异系数指数对森林碳储量空间分布进行研究,为今后紫金山的森林碳储量持续监测提供参考。

基于最小角度三角化填充的枝干点云根部空洞修补

激光雷达扫描仪获得的树木点云仅表达了树木的表面,缺少根部截面的点云,因而往往是不封闭的,这一特性对树木建模的2种主要方法(骨架和Delaunay三角网)都会产生影响,增加了额外处理工作并且降低了模型精度,而现有研究中点云的空洞修补方法并不能直接应用于枝干点云根部。针对这一现状,结合对现有空洞修补方法进行改进,并适用于枝干点云的根部,分为由预处理、根部空洞边界的获取、基于最小角度法的空洞三角化填充与后处理4个阶段,并以C++编程实现,以根部空洞修复和未修复的骨架对比了效果。结果表明,r_(be)、α、k、ε4个参数设置合理时填充枝干点云能够在正确监测点云空洞边界的基础上较好且快速地修复根部的空洞,使用处理后的点云建立的骨架相较于未处理的中心偏移明显改善,因而有助于提高枝干建模的精度。该方法拓宽了点云空洞修补的适用场合。

杨树人工林无损年轮计量特征气象响应分析

为了掌握树木年轮计量特征,探究植被径向生长以及其对气候因子的响应,研究以多密度杨树人工林为对象,采用无损测定技术获取年轮计量特征,选用多种径向生长模型拟合树轮生长,并整理树木生长时期的气候因子进行响应分析,结果表明:1)三维点云定量、精准描述活立木干形,随着株行距缩小密度增大立木干型通直饱满,形率可达到0.57;2)阻力仪无损测定年轮宽度和密度,反应了树轮气候敏感性,方形种植配置更易受气候因素的影响;3)研究区杨树的径向生长采用logistic模型拟合,R^(2)均达到0.94以上;4)四种种植配置年轮宽度对年度气候因子的响应存在明显差异,对年平均风速响应均呈显著正相关(最高为6 m×6 m种植配置的早材年轮宽度达到0.85),年轮密度与年度气象因子的响应均为负相关,其中年均相对湿度呈较显著相关性(最高为3 m×8 m种植配置达到−0.82);5)月度气象因子响应表现为季节性,春季温度因子与年轮计量特征呈负相关,而湿度因子对年轮宽度呈现正相关,风速因子和年轮计量特征的相关性在春季最大,随着种植配置的稀疏风速和年轮计量特征的相关性逐渐增大。该研究为准确评估树木生长以及分析年轮对气象因子的响应提供了新思路,为森林可持续经营管理提供理论依据。

地理信息系统在我国林业上应用的进展

介绍了地理信息系统的基本含义,综述和分析了地理信息系统(GIS)技术在森林资源信息管理、森林经营优化决策、森林分类经营区划、森林抽样设计、林业专题制图、森林采伐设计、营造林规划设计、森林保护(森林防火及森林病虫害防治)、森林资源管理网络GIS、精准林业等方面的应用,并对GIS在林业上应用的进一步发展进行了分析与展望。

因子分析法在马尾松人工林蓄积相关因子评价中的应用

基于广西2005年第8次森林资源连续清查数据,以马尾松人工林为研究对象,从中提取306块样地。采用DPS软件的因子分析法,分析了9个因子对其林分蓄积的影响。按照累积方差贡献率大于80%,特征值靠近或大于1的原则提取出5个公因子。结果表明:在马尾松人工林中,第2公因子为平均年龄、平均胸径和平均树高,可将其定义为林分基本因子;第2公因子为郁闭度和样木总株数,可定义为林分密度因子;第3公因子为土层厚度,可定义为立木生境因子,第4、5公因子分别为坡位和坡向,可将其统一定义为林地方位因子。最后对建模样本进行多元线性回归分析,并经验证其结果符合因子分析法结果。综合表明,在马尾松人工林中,对林分蓄积量增长作用最大为林分基本因子,其次是林分密度因子和立木生境因子,林地方位因子对林分蓄积的影响较小。该结论为广西马尾松人工林种植和经营措施的采取提供了一定的依据。

江苏省森林生物量与生产力估算及空间分布格局分析

基于江苏省2000和2005年2期森林资源清查数据,在分析其森林资源结构特征基础上,采用生物量换算因子连续函数法,对森林生物量和生产力进行了估算,分别从龄组、优势树种、区域等方面进行了对比分析。结果表明:江苏省森林生物量由2000年的6 783.23万t增加到2005年的8 633.19万t,森林净生产力也由1 623.68万t·a-1上升到2 092.50万t·a-1;平均生物量从53.20t·hm-2减少到41.18t·hm-2,平均生产力由10.55t·hm-2·a-1减少到9.90t·hm-2·a-1,即森林资源总量不断增加,平均量有所下降,这可能与幼、中龄林在森林净生产力所占比重较大有关。其次,利用geoda0.95i软件对江苏省森林生物量进行了空间分布格局分析表明,江苏省森林生物量(林分、经济林、竹林)的全局自相关指数I为0.264 7,经Z检验存在空间正自相关,空间呈现显著的聚集特征。

基于不同立地质量的杉木生物量遥感估测

[目的]研究不同立地质量对杉木生物量遥感估测精度的影响,为进一步提高和完善森林生物量遥感监测体系提供一种新的思路和方法。[方法]以2007年建德市森林资源二类调查数据和TM影像为研究材料,采用蓄积量—生物量换算因子连续函数法计算杉木林生物量和地位级法评价立地质量等级,比较杉木立地质量好、中等、差和不分地位等级4种生物量遥感估测模型,并进行精度检验。[结果]表明:(1)以TM遥感影像主成分分析中第一主成分为自变量的模型拟合效果最好,决定系数R2均在0.69以上,最高0.855。(2)利用预留独立样本对模型精度进行验证,不分地位级总体估测精度为87.78%,分立地质量等级好、中、差3种类型总体估测精度分别为97.37%、95.82%、98.23%。分不同立地质量类型可以提高杉木生物量遥感估测精度。[结论]研究结果为森林生物量遥感估测提供一种改进的思路,且为提高森林生物量和碳储量遥感估测精度提供一种参考方法。

中山陵园古树名木地理信息系统的研建

结合中山陵园古树名木的相关数据,在对中山陵园风景名胜区的古树名木资源信息进行处理的基础上,利用MapObjects Java Standard Edition(简称MOJava)在Jbuilder 9.0开发环境中初步建立了中山陵园古树名木地理信息系统。该系统提供的古树名木资源信息可用于古树名木资源的管理、监测、合理利用及开展相关科学研究。

基于Java和MapObjects的地理信息系统开发技术剖析

主要分析和阐述了基于 Java和 Map Objects开发应用型地理信息系统的技术 ,介绍 Map Objects-Java Edition的特点、主要功能和开发步骤 ;并以南京市中山陵园古树名木地理信息系统的开发为例 ,对基于组件技术开发应用型地理信息系统中的一些具体功能的实现作出分析 .实践表明 :基于 Map Objects-JavaEdition开发应用型地理信息系统的方法既集中了可视化软件开发工具与地理信息系统工具软件的优点 ,又可以跨平台运行 (可以运行在 Windows、Linux、Unix等操作系统 ) ,有利于节省系统开发费用 ,为快速定制各专业独特的应用型 GIS提供了便捷的手段 ,在应用型

基于转移矩阵和信息熵的地类变化分析——以钟山风景区为例

基于南京市钟山风景区1987—2002年森林资源二类调查数据,采用转移矩阵和地统计方法综合分析其地类变化。结果表明:1987—2002年,钟山风景区针叶林和非林地减少,阔叶林和针阔混交林地增加;600 m幅度下的钟山风景区地类信息熵值空间格局层次感较强,1987年钟山风景区地类景观按信息熵值可分为高值区和低值区2个区域,其中高值区域主要分布于明孝陵景区、中山陵景区的中部,低值区域主要集中在自然景观区和山岳景观区;2002年钟山风景区地类景观按信息熵值可分为3个较高值区域和1个较低值区域,高值区域分布于明孝陵景区、中山陵景区的中部以及自然景区北部,低值区域位于自然风景区南部;1987—2002年,研究区地类信息熵低值区域在减少,高值区域在增加,但总体呈上升的变化趋势,一定程度说明土地利用结构向多样性发展,均衡性越来越强。

基于森林资源连清数据的泗阳县杨树生物量遥感估算模型

基于2005年江苏省森林资源连续清查数据,采用蓄积量——生物量换算因子连续函数法计算杨树林生物量,对生物量与Landsat TM数据各波段的比值B1/B3、B2/B4、B2×B3/B4、B7/B5、B7/B5、(B4+B5-B2)/(B4+B5+B2)、B3/(B1+B2+B3+B4+B5+B7)、B3/B4及植被指数NDVI、RVI、TNDVI进行相关性分析,筛选杨树生物量遥感估算模型的相应因子;并应用逐步回归技术建立估算杨树生物量遥感模型,估算出2005年泗阳县杨树林总面积为29 768.6 hm2,总生物量约为1 786 771.2 t,平均生物量约为60.0 t/hm2。结果表明,在森林资源连续清查的数据基础上,利用遥感影像在县级区域尺度上对杨树森林生物量进行有效估算是完全可行的,其方法具有时间分辨率高的特点,使生物量估算在较大的时间和空间尺度上具备操作的可能性。

组件式GIS技术在古树名木地理信息系统中的应用

对中山陵园风景名胜区的古树名木资源信息进行处理的基础上,利用MapObjects Java Standard Edition(简称MOJa-va)在Jbuilder9.0开发环境中初步建立了中山陵园古树名木地理信息系统。该系统提供的古树名木资源信息对于古树名木资源的管理、监测、合理利用、开展相关科学研究具有重要意义和实际应用价值。

基于GIS技术的土地整理规划数字化图件的建立及应用

土地利用规划作为土地资源管理的重要组成部分,是对土地资源的开发、利用、治理和保护进行全面布局。土地整理规划是土地利用规划的重要内容之一,随着地理信息系统(Geographic Information System,简称GIS)技术的发展和土地整理工作的广泛开展,如何更全面、更有效的将GIS技术应用于土地整理中,提高土地整理工作质量,逐渐成为相关从业者关心和希望解决的问题。本文以江西省上饶县皂头、郑坊、尊桥等3个乡(镇)土地整理项目为例,探讨了地理信息系统技术在土地整理规划中的应用。通过项目区数字化图件的建立,实现了对空间数据和属性数据的有效管理;实现了对渠道和道路长度的自动统计和量算。

三次样条函数在树干材积测算中的应用

主要介绍了三次样条函数拟合树干曲线测定树干材积的方法。以水杉的实测资料作为算例,与常规的区分求积方法进行比较分析,结果表明:当采用2m区分段区分求积时,在不增加区分段数(不增加额外的外业工作量)情况下三次样条函数区分求积法,要好于中央断面积区分求积法,采用三次样条函数区分求积法测算树干材积能有效地提高求积精度,具有较好的应用价值。

浅谈金矿勘查中地球物理勘探方法的应用与发展

众所周知,地壳和地幔中都有丰富的金矿成矿物质。金矿不仅是我国重要的矿产资源,更是我国经济发展强大的后盾,能为我国社会的发展提供后备资源,在对金矿开采时,通过地球物理探矿法可以大大提高探测的准确率,通过现代开采技术可以发现,形成金矿的原因有很多,本文将以川西北地区金矿成矿条件为例探讨形成金矿的必要条件和地球物理探矿方法的应用。

DEM分析法在土地整理项目中应用

本文以江西省上饶县皂头等乡(镇)土地整理项目为例,探讨了数字高程模型在土地整理规划中的应用。通过项目区数字高程模型的建立,实现项目区地形的三维可视化地形分析,判断项目区地形现状,辅助土地整理规划辅助设计,为该类地区整理项目中总体规划方案确定、工程项目规划以及工程量测算等方面提供参考和依据。

杉木优良家系苗期性状的遗传变异研究

对杉木１２０ 个优良家系子代苗期１５ 个主要性状（ 包括苗高、分枝数、根系发育、生物量等） 进行了遗传变异研究，并对各性状进行了单株遗传力估算。结果表明，侧根长、冻害率、地下鲜重、侧根数、地下干重等性状在家系间差异极显著，并有较高的单株遗传力（ 均达０－４ 以上） 。

武夷山典型常绿阔叶林物种组成与群落结构

以福建武夷山典型常绿阔叶林1.44 hm2固定样地调查数据为基础,从群落物种组成、区系特征、径级结构和空间分布格局等4个方面分析该地区常绿阔叶林物种组成和群落结构,结果表明:样地内共有胸径≥1 cm的木本植物139种9,116株,隶属于34科65属;样地内有稀有种23种,偶见种46种,优势树种不明显。区系特征明显,科级与属级地理成分以温带性质较强。群落及重要值>3的12个植物种群径级结构呈倒"J"字型。从物种的空间分布格局来看,这12个植物种群和4个主要种群的大、中、小径木都表现出明显的集聚分布,但集聚度有所差异。大部分物种随着径级的增加集聚度变小。

武夷山典型常绿阔叶林4个主要植物种群点格局分析

以福建武夷山典型常绿阔叶林1.44 hm2固定样地调查数据为基础,采用空间点格局分析方法中的Ripley'L函数,利用Programita软件对研究区内的植物群落以及少叶黄杞(Engelhardtia fenzelii)、米槠(Castanopsis car-lesii)、南岭栲(Castanopsis fordii)和赤楠(Syzygium buxifolium)4个主要种群在不同尺度下的空间分布格局及种间关联性进行研究。结果表明:(1)所调查样地物种多样性丰富,共有139种木本植物,种群优势种不明显,少叶黄杞的重要值最高,仅为6.71%,按重要性排名前15位的木本植物植株总数所占比例为56%;(2)研究区植物群落和4个主要种群分布格局基本上以集群分布为主,只有米槠种群在42～55 m尺度下和赤楠种群在>47～60 m尺度下呈现随机分布。整个群落的聚集强度明显小于单种的聚集强度;(3)4个主要种群种间关系以负关联为主,说明种间竞争激烈,物种更替频繁,群落组成和结构不稳定。