高等林业院校本科生“科技论文写作”课程教学改革的思考

为了真正落实教育部对本科生培养的要求,进一步加强本科生科研能力培养,开展本科生科技论文写作训练非常必要。而“科技论文写作”课程教学是提高本科生科技论文写作能力和水平的重要途径,尤其需要通过深化教学改革不断提升教学效果。当前,本科生“科技论文写作”课程教学主要面临着课程内容庞杂繁琐、授课形式单一、课程考核流于形式、缺少合适的教材、本科生对科技论文写作重视不够等问题。为此,从以下方面提出“科技论文写作”课程教学改革的措施。一是设计更具林学类专业特色的课程教学内容,通过收集并整理的一些林学类专业论文、资料和案例等,形成更有针对性的学习材料,以补充现有教材的不足。二是把握每节课的核心“卖点”,明确课堂教学的主题以及核心内容。三是增强文献阅读的“仪式感”,充分发挥纸质阅读材料激发学生阅读兴趣以及促进深度理解和思考的作用。四是充分利用课堂教学时间,让学生以小组为单位完成论文写作练习,提高写作练习的完成质量和课程的教学效果。五是自制视频教程,充分发挥其细节展示能力和与课程保持一致性的优势,以加强课堂教学与课后知识巩固的结合。六是围绕学生选定的个性化研究主题,构建包括摘要、引言、材料方法、结果、讨论、结论、参考文献、图表等科技论文各个组成部分写作练习的作业体系,增强课程教学的专业针对性以及写作练习的连贯性和整体性。七是以促进学生在学习中不断进步为出发点,建立合理的课程成绩评定机制;以提升学生的课堂参与度为导向,设计由多次课堂作业成绩组成的课程成绩评价体系。八是创新学习机制,通过模拟“同行评议”、开展小组讨论、组织学生进行写作经验分享等,激发学生的学习热情,加强课程教学内容的理解和掌握。实践证明,“科技论文写作”课程教学改革取得一定的效果,有效提升了学生的课堂教学参与度,提高了学生的科技论文写作能力。

基于室内高光谱激光雷达的典型树种叶片光谱观测和分类

高光谱激光雷达综合了高光谱和激光雷达特征,可为植被生理生化参数提取提供更加精确的遥感探测,但其应用潜力尚未得到充分挖掘。以北京10个典型树种的单叶为样本,开展室内高光谱激光雷达的叶片观测试验,并进行树种分类研究,为未来高光谱激光雷达的林业应用提供基础。首先进行可调谐高光谱激光雷达(Hyperspectral LiDAR,HSL)叶片高光谱测量,并完成与ASD地物光谱仪所测数据对比实验;其次,应用随机森林方法实现10种叶片的分类研究,其输入的特征指数为融合全部波段、部分敏感波段的光谱指数。结果表明:(a)HSL在波段650~1000 nm(71个通道)内观测的叶片高光谱和ASD光谱一致(R^2=0.9525~0.9932,RMSE=0.0587);(b)只用原始波段反射率分类精度为78.31%,其中分类贡献率最大波段的是650~750 nm,使用此波段进行分类精度为94.18%,表明利用红边波段(650~750nm)进行树种分类是十分有效的;(c)对树种敏感的波段为680 nm、685 nm、690 nm、715 nm、720 nm、725 nm、730 nm;(d)结合敏感波段光谱指数与植被指数分类精度82.65%。该研究结果表明在单叶级别,利用高光谱激光雷达能够准确地反映目标叶片的光谱特征并且能有效进行树种分类;未来将可能在野外应用中精确提取目标的生理生化参数。

手持式激光雷达观测玉兰物候期叶倾角变化

针对植物叶倾角研究中数据测量不够精确、数据获取费时费力的问题,文章探究了手持式激光雷达研究叶倾角的可行性。利用手持式激光雷达分别对不同月份玉兰树进行扫描,并提取叶倾角数据,探讨了玉兰树冠不同高度层叶倾角在不同生长期的变化规律以及相同叶倾角由于上倾下倾朝向不同造成的差异结果。为验证测量精度,设计了以带臂量角器和铅垂线组成的手工测量工具,并与激光雷达测量结果进行了比较,结果显示二者具有较好的一致性,平均叶倾角相差2.8°。本研究证实了手持式激光雷达观测叶倾角变化的可行性,为进一步研究不同植物叶倾角信息提供技术支撑和方法参考。

“三个代表”重要思想标志着我党理论品格的成熟

我党的理论品格是在马克思主义指导下,经过几代共产党人艰辛探索而逐步形成和发展起来的,“三个代表”重要思想的提出标志着我党理论品格的成熟。“三个代表”重要思想突出体现了我党的深切唯物史观、发展创新、负责于人民以及带有巨大指导性的理论品格,这些优秀的理论品格规约着我党的理论创新,使我党永葆生机和活力。

重庆市万州区设施农业发展现状问题及对策

重庆市万州区地处三峡库区腹心,近年,该区通过发展以设施蔬菜为主的设施农业,农副产品本地供给率得到恢复性增长。文章就万州区设施农业现状的调查,分析研究存在的主要问题,提出万州区设施农业发展对策。

柏拉图“哲学王”思想的当代意蕴

“哲学王”思想是柏拉图思想的一个重要理论生长点 ,其强大的理论魅力在现代化的今天仍有着重要的价值。本文先从哲学、政治学层面分析了这一思想的一般线索 ,在此基础上 ,将这一理论与当代实践有机结合 ,得出了“贤人政治”的思想 ,并系统地考察了这一思想的总体走向 ,及其在当下所需的条件——教育模式的优化和政治体制建构的合理化。

履带式窄幅小微型深松机试验

近年来,土地深松作为一种保护性耕作在全国范围内大规模推广应用。针对受地形所限和农艺所限,常规拖拉机去不了的坡地、茶园和温室大棚等立地条件,先后对履带式窄幅小微型深松机的动力、行走机构和深松铲等关键部分进行多次试验,探索出一种采用7.35 k W微型柴油机、橡胶履带行走机构带动小型深松铲进行深松作业的新模式。经田间试验,其深松深度合格率、邻接行距合格率和漏耕3项作业指标满足深松作业质量有关行业标准。为后续进一步开展履带式窄幅小微型深松机研究,推进丘陵山区、茶园和温室大棚等深松作业提供了重要参考。

基于地面激光雷达点云数据的单木三维重建

利用地面激光雷达三维点云数据,在已有的枝干结构重建方法基础上,提出了一种利用点云密度,结合间隙率模型反演的单木总叶面积,在冠层内分体元添加树叶的方法,重建完整的单木三维结构。该方法成功应用于基于光线追踪方法模拟的点云和野外实测点云数据,实现了单木三维结构重构。重建的单木叶面积与真实叶面积相对误差小于0.9%,方向间隙率的相对误差不超过4.0%。实验结果表明:重建单木三维结构与真实结构在目视效果和定量评价两方面都具有较好的一致性。

地面LiDAR数据模拟及单木LAI反演

地面激光雷达Li DAR可以快速获取高精度、高密度的点云数据,在植被结构参数获取方面的应用越来越广泛。为了定量分析地面激光雷达点云数据获取单木结构参数的能力和精度,本文提出利用光线跟踪结合植被真实结构模拟地面3维激光扫描仪的单木点云数据(以RIEGL VZ-1000为例),并结合间隙率模型反演单木叶面积指数LAI。在点云模拟过程中,充分考虑了脉冲特性,包括光斑大小、波束发射角以及回波探测强度。重点分析了光斑大小和最小探测强度对LAI反演的影响,并采用根河实测单木数据进行了验证。结果表明,光斑大小和最小探测强度的设定对于LAI反演结果存在很大影响,该结论对于提高地面激光雷达点云数据反演植被结构参数精度具有重要意义。

关于遥感实验场数字孪生体构建的思考

遥感机理模型构建、地表参数反演、遥感产品生产以及真实性检验等均离不开完备的地面先验知识支持,然而目前实验观测、模型模拟等均难以满足观测的完备性需求。目前,基于遥感实验场的数字孪生体生成遥感先验知识以支持遥感基础研究的思路逐渐成熟:突破物理遥感实验场的协同观测技术瓶颈,实现场景三维结构的数字重建;耦合辐射传输、能量平衡和植物生长模型,实现遥感实验场模拟的动态演进;基于物理遥感实验场数字孪生体驱动和约束地表观测数据,通过同化观测与模拟数据反馈优化机理模型,生成精度高、时间连续的完备观测数据集作为先验知识,以支撑遥感机理模型、遥感反演方法和真实性检验等研究。遥感实验场数字孪生体构建方法有望成为小尺度地球系统数字孪生体构建理论的雏形,进而推动地球科学各个学科全面、协同发展。

基于LESS模型的异质植被冠层光合有效辐射吸收比与植被指数的关系研究

研究植被指数与光合有效辐射吸收比FPAR的定量关系对于提高FPAR反演精度与指导生产实践具有一定的参考价值。研究在三维辐射传输模型LESS基础上发展了一个兼具一维模型简洁和三维模型精度优势的LESS1D模块(已随LESS模型正式发布,www.lessrt.org);探究随机均匀场景和三维异质场景中植被冠形、盖度等7种因素对6种植被指数与FPAR_(green)关系的影响。结果表明:①在均质性场景中,NDVI、SAVI、EVI对FPAR_(green)拟合相对最优,而在异质性场景中,则为NDVI和RVI。②在异质性场景中,不同冠形下FPAR_(green)与植被指数的拟合精度为圆柱形>椭球形>圆锥形;植被盖度较低时,植被指数对FPAR_(green)拟合精度较差;随着太阳天顶角增大,RVI与FPAR_(green)由线性关系变为指数关系。结论:树冠体积和树冠几何结构是不同冠形影响FPAR_(green)大小的关键因素,而叶片聚集度、植被盖度和植被指数类型则是影响植被指数饱和效应的相关因素。

三维辐射传输模型LESS原理及其应用

三维辐射传输模型能够准确地刻画太阳辐射与异质地表之间的相互作用,近年来已成为定量遥感建模与反演研究中的重要工具。LESS模型是基于光线追踪的三维真实冠层辐射传输模型,充分利用了光线追踪的前向追踪模式模拟能量平衡问题以及后向追踪模式模拟大尺度(公里级)遥感影像,从而实现在同一模型中多种遥感数据的模拟。目前,LESS模型可以模拟多角度反射率、多/高光谱影像、鱼眼相机、复杂地形区上下行短波辐射、冠层分层FPAR等数据,可以为验证物理模型、发展参数化模型以及训练神经网络模型等提供更为可靠的模拟数据集。本文主要介绍了LESS模型的基本原理和典型的应用。LESS模型可以从www.lessrt.org网站下载。

“五分钟林思考”研究生课程教学模式

“五分钟林思考”课程思政工作是北京林业大学的特色思政模式,北京林业大学林学院以“植被定量遥感技术专题”研究生课程为例,在系统分析课程思政建设需求和团队建设基础上,以习近平生态文明思想为引领,提出了“立德树人”总目标和九大思政维度,通过构建思政素材库、寻找最佳五分钟、创新思专融合形式、优势互补育英才等方法,探索并形成了“思政融入、科教融合、优势互补、师生共育”的“五分钟林思考”研究生课程思政模式。

光学遥感三维计算机模拟模型的研究进展与应用

三维计算机模拟模型是遥感辐射传输机理研究的重要内容,在复杂地表正向模拟和遥感反演中扮演着重要角色。经过最近20年的发展,三维计算机建模研究取得了显著进展,在地表辐射传输过程分析、模型和算法的验证及遥感反演等方面应用广泛。为了更加充分理解三维计算机模拟模型的发展和模型间的差异,及探讨如何将其更好的应用于生活、生产,本文对三维计算机模拟模型在光学遥感的研究进行了综述。本文从模型的原理、应用和发展趋势3个方面展开了论述。首先,简要介绍了光线追踪方法和辐射度方法的原理及现有的模型;然后,对三维计算机模拟模型在遥感的主要应用进行了总结;最后,对模型未来的发展趋势展开了讨论,从运行效率、模拟精度和功能集成等方面存在的问题和需求出发,分析了三维计算机模拟模型发展和遥感应用的趋势。随着复杂地表遥感建模研究的深入,计算机技术的发展和多源遥感数据特别是高时空分辨率数据的应用,三维计算机模拟模型将在遥感理论研究和应用发挥更加重要的作用。

多角度光学定量遥感

随着遥感技术的发展,出现了从两个或两个以上的方向对同一目标进行观测的方式,即多角度遥感。多角度遥感有助于提高植被生物物理参数的反演精度,可为生态环境和气候变化研究提供更好的数据支持。本文围绕多角度光学遥感,总结了多角度遥感的发展、特点与优势,回顾了相关概念,系统总结了从地面到航空、航天的多角度观测手段,以及辐射传输模型、几何光学模型、混合模型、计算机模拟模型等多角度遥感模型的发展。在此基础上,梳理了多角度遥感在反照率、植被参数、气溶胶反演及冰冻圈遥感中的应用。最后,对多角度光学定量遥感的发展趋势及研究方向进行了展望。与单一角度遥感相比,多角度遥感提供了角度维信息,提高了遥感对地球表层参数的获取能力。随着星机地不同平台的多角度遥感观测手段越来越丰富,未来多角度遥感的主要研究方向集中在发展复杂地表多角度反射/辐射模型,增强多角度遥感数据预处理能力和提高多源数据综合应用能力等方面。

基于计算机模拟模型LESS的落叶松林木质元素影响分析

目前大部分植被辐射传输模型在模拟太阳辐射与植被之间的相互作用过程时,将植物结构进行了简化,只保留了叶片的结构和空间分布特征,而忽略了木质元素(枝干等)对冠层反射特性的影响。计算机模拟模型LESS能够充分考虑植被的多种组分光谱和结构特征,精确模拟植被冠层内部的光散射和辐射过程。本文以地面实测数据为基础,发展了以单木为基本单元的复杂森林三维场景重建基本流程;并在重建森林场景基础上,利用计算机模拟模型LESS模拟森林三维场景反射率,对比分析了森林木质元素对冠层反射率的影响。结果表明,忽略木质元素会引起植被冠层反射率模拟的偏差,特别是在近红外波段,在不同叶面积指数(LAI)下,其相对偏差都在40%以上。高空间分辨率是一个会突出木质元素影响的重要因素,随着空间分辨率提高,偏差也随之增大。不同等级枝干结构均对冠层反射率产生影响,即使忽略最小分枝也会引起17.7%(近红外)的估计误差。因此,在进行定量遥感研究中,必须考虑到忽略木质元素引起的偏差,即使是高LAI森林也无法忽视木质元素的影响。特别是在高分辨率遥感图像中,传统的以统计特征代替三维结构分布的辐射传输模型已经无法满足精度的要求。