基于ICESat-2和Sentinel-2A数据的森林蓄积量反演

森林蓄积量是林业调查的重要指标,在衡量森林健康状况和评价森林固碳能力等方面发挥重要作用,协同主被动遥感是当前反演大区域森林蓄积量的主要手段。以云南香格里拉森林为研究区,分别提取ICESat-2/ATLAS和Sentinel-2A影像的特征变量,并通过相关性分析和共线性诊断方法筛选特征变量,构建Sentinel-2A变量集和ICESat-2/ATLAS变量集,以及二者联合的变量集,然后结合样地实测数据与3个特征变量集,采用逐步线性回归和随机森林方法分别建立线性和非线性回归模型,反演森林蓄积量,并对结果进行精度验证及对比分析。研究结果表明:对3个变量集,随机森林方法精度均优于逐步线性回归;ICESat-2/ATLAS变量集在2种回归方法下的反演精度均高于Sentinel-2A变量集;联合Sentinel-2A和ICESat-2/ATLAS变量集,随机森林方法的反演精度最高,其R 2,RMSE和rRMSE分别为0.7034,84.78 m^(3)/hm^(2)和36.46%。整体来说,与Sentinel-2A数据相比,基于ICESat-2/ATLAS数据及其与多源数据联合的反演模型均可以提高森林蓄积量反演精度和模型稳定性。

北京低山地区油松人工林立地指数表的编制及应用

使用252块北京市低山地区油松人工林标准地资料,统计分析各标准地优势木平均树高与年龄的关系,以双曲线式拟合树高生长导向曲线,编制出适用于该地区的油松人工林立地指数表;经χ2检验、落点检验和树高生长量检验后证明所编表合格;使用该表对252块标准地进行立地质量评价,结果表明,63%的标准地立地质量处在中等水平;油松最适宜生长的立地条件为阴坡厚土。

基于非线性混合模型的针阔混交林树高与胸径关系

[目的]建立多树种、多层次混交林的树高-胸径生长关系非线性混合效应模型,为研究混交林多树种生长规律提供参考依据。[方法]以河北省塞罕坝国家森林公园华北落叶松-白桦针阔混交林为研究对象,基于87块标准地(20 m×30 m)的4 953株华北落叶松和3 608株白桦单木数据,选取13个具有代表性且具有生物学意义的树高-胸径模型进行拟合,从中筛选出拟合优度较高的模型作为构建混合效应模型的基础模型,并在混合效应模型中加入哑变量以解决样地内不同树种带来的差异。[结果]1)在13个树高-胸径候选模型中,模型13的确定系数最大(R2=0.915 7),绝对误差(Bias=1.200 6)、均方根误差(RMSE=0.129 1)最小,其拟合效果较好。2)以模型13为基础模型建立华北落叶松-白桦混交林树高-胸径关系混合效应模型,华北落叶松混合模型确定系数(R2)为0.926 4,AIC值为319.7,均方根误差(RMSE)值1.070 8,绝对误差(Bias)为0.084 1;白桦混合模型确定系数(R2)为0.918 7,AIC值为297.6,均方根误差(RMSE)为1.102 2,绝对误差(Bias)为0.070 5,表明模型拟合效果较好。3)利用所构建的混合效应模型,以2 cm为一个径阶对华北落叶松和白桦树高进行预测,其树高预测结果与测量值分布一致,表明包含树种哑变量混合效应模型中的参数充分反映出相同径级树高的变异趋势,提高了混交林树高-胸径模型预估精度。[结论]包含哑变量的混合效应生长模型可解决混交林中样地间及样地内树种对树高-胸径生长关系的影响,提高模型精度及适用性,为该地区提高针阔混交林经营水平及经营效果提供科学支撑。

山杨次生林地位指数表编制方法的研究

山杨是华北地区主要用材树种之一 ,因此 ,对于营林工作 ,编制该树种的地位指数表是一项很重要的基础性工作 .该文使用 2 5 7块山杨次生林标准地资料 ,在分析林分龄级结构和优势树高与年龄关系的基础上 ,采用树高生长与年龄关系的数学模型 ,编制出山杨次生林地位指数表 .提出了山杨次生林立地质量的评价方法 .

马尾松人工林地位指数BP模型研究

用BP人工神经网络和Richards方程2种方法建立了马尾松人工林地位指数模型,其中Richards方程的参数由改进的单纯形法求解。研究结果表明,用人工神经网络建立模型拟合精度为94.52%,检验精度为92.15%,所建模型无系统偏差,与Richards方程相比,具有较好的拟合效果,人工神经网络更适合建立非线性模型。

四川巨桉短周期工业原料人工林地位级表的编制

在泸州、宜宾、富顺、洪雅、眉山、丹棱、沙湾、夹江、沐川等地的各种立地条件和不同年龄的林分中,调查了巨桉人工林标准地175块。通过比较选出了H=0 20871+2 92447A-0 11921A2作为巨桉人工林地位级导向曲线的最优模型,用等分法编制了地位级表,并对其精度进行了检验,符合要求。

不同龄组华北落叶松人工林径向生长模型构建

本文以塞罕坝不同龄组华北落叶松人工林为研究对象,以非线性单木胸径生长模型为基础模型,考虑主要立地因子及林分密度对不同发育阶段华北落叶松胸径生长量的影响,利用哑变量方法构建包含不同龄组林分竞争指数及主要立地因子的非线性混合效应胸径生长模型。结果表明:由立地因子与立木胸径生长量进行相关性分析,确定每公顷株数、海拔、坡向、土层厚度是影响华北落叶松人工林胸径生长主要限制性因子,相关系数分别为:0.67、0.51、0.54、0.38;在不同龄组由于经营水平和作业方式不同,林分平均竞争指数与龄组呈负相关关系,不同龄组林分平均竞争指数分别为:6.26、2.17、0.61;以不同龄组林分平均竞争指数为哑变量,构建了包含影响立木胸径生长主要因子的非线性混合效应模型,不同龄组模型BIC值分别为-142.3、-109.4、-94.7;AIC值分别为:-145.8、-129.5、-113.6;-2 Log Likelihood值分别为:-463.8、-147.5、-131.6。在不同立地条件下,混合效应模型中固定效应参数能够反映大多数立木胸径生长量随年龄的变化总趋势,随机效应参数能解释不同立木年龄和胸径生长曲线的变异。因此,非线性混合效应模型提高了对胸径生长量的预测精度及适用范围。

福建省火炬松人工林多形地位指数曲线的研究

根据福建省火炬松人工林林分优势木的树干解析数据 ,以 Richards函数为数学模型 ,用改进单纯形法拟合优势高生长曲线 ,推导出适合福建省火炬松人工林的多形地位指数曲线综合模型 .

塞罕坝华北落叶松人工林断面积预测模型

如何实现林分水平和单木水平预测林分断面积的兼容性,并提高不同水平断面积模型的预估精度,在森林经营过程中是一个亟待解决的科学问题。本文以华北暖温带华北落叶松人工林为研究对象,运用105块连续观测的固定样地数据,首先采用Gauss-Newton算法建立林分水平和单木水平断面积生长模型;其次分别采用不同形式的逻辑斯蒂方程对单木生存概率方程进行拟合;最后将不同水平最优预测模型进行组合并建立组合方程,采用最小二乘法估计组合方程参数,以提高对不同水平断面积的预测精度。结果表明:在约束参数法中,林分密度模型、林分断面积预测模型和单木断面积模型均具有较好的预测效果,并均能解释90%以上的变异;在分解法中采用逻辑斯蒂方程来预测单木生存概率和林分密度,经检验获得的ROC曲线下面积为0.906,表明该方程可以较好地预测林木生存概率;在组合预测法中,采用不同水平的最优模型进行组合后的预测效果最佳。在预测林分密度和断面积时,组合预测方程预测精度最高,林分水平模型预测精度次之,单木水平模型预测精度最低。组合预测法能够预测不同水平下的林分密度、立木生存概率、林分断面积及单木断面积,提高了模型预测精度,为预测林分生长动态、空间结构变化及经营效果评价等提供参考依据。

华北落叶松与白桦混交林树高与胸径关系研究

【目的】建立华北暖温带华北落叶松与白桦针阔混交林树高与胸径关系的非线性混合效应模型,为研究针阔混交林中不同树种相互作用及其生长发育规律提供科学依据。【方法】以河北省塞罕坝机械林场的华北落叶松与白桦针阔混交林为研究对象,基于83块30 m×30 m的标准地调查数据,首先选取5个具有生物学意义的非线性树高与胸径关系基础模型进行拟合,确定最优基础模型;其次通过相关分析确定影响树高生长的主要因子;最后基于最优基础模型和主要因子建立包含哑变量的华北落叶松与白桦针阔混交林树高与胸径关系预测模型。【结果】在5个候选非线性树高与胸径关系模型中,Richard模型具有最好的拟合结果,其模型确定系数(R2=0.9186)最大,均方根误差(RMSE=2.4058)及绝对误差(Bias=0.1945)最小;通过相关分析确定海拔和林分断面积与树高生长均在P<0.01水平上呈现显著性;基于基础模型构建了包含哑变量及主要影响因子的不同树种树高与胸径关系混合效应模型,当随机效应参数作用在林分断面积上时,模型预测精度较高。【结论】基于主要影响因子和包含哑变量的非线性混合效应树高与胸径关系预测模型,能够有效解决混交林中树种及主要因子对树高与胸径关系的影响,提高了预测模型的适用性及预测精度,为混交林森林质量精准提升提供科学依据。

用人工神经网络构建多形地位指数模型

以马尾松人工林132株优势木树干解析数据为训练样本,用145块标准地优势木平均高数据为检验样本,把林分年龄和地位指数或优势木平均高作为输入变量,将优势木平均高或地位指数作为输出变量,通过构建人工神经网络逆模型的途径,分别建立了多形地位指数曲线式和计算式模型。结果表明,多形地位指数曲线式的总体拟合精度为99.64%,总体预测精度达96%以上,比传统技术构建的多形地位指数模型能较真实地模拟各地位级的多形曲线;多形地位指数计算式的总体拟合精度为98.81%,用于计算地位指数,省去用迭代法计算地位指数的工作量。基于BP神经网络模型多形地位指数模型,对马尾松人工林地位指数测定提供指导作用,可为森林立地质量评价提供理论依据。

毕拉河林业局森林立地类型初探

文章基于对内蒙古大兴安岭毕拉河林业局立地类型实地调研结果,分析该局立地类型种类、条件及分布规律,为林地科学利用和森林分类经营区划提供依据。

基于分位数回归的杉木人工林地位级划分方法研究

[目的]优化地位级划分策略的效率并提高立地质量分级的准确性,提出基于分位数回归模型的地位级模型和立地质量评价方法。[方法]分别采用标准差调整法和分位数回归方法分级并评价了福建省三明市将乐国有林场418个杉木纯林样地的立地质量,并将结果进行比较。具体为:以林分树高生长量趋于稳定和杉木达到成熟龄为标准确定基准年龄(A0)。采用标准差调整法并按标准年龄时树高值和地位级距构建地位级曲线簇,并划分了8个地位级。采用分位数回归法以导向曲线为基础,根据数据分布特点,指定8个分位点(0.01,0.05,0.15,0.30,0.70,0.85,0.95,0.99)构建分位数回归模型,并以分位数曲线划分地位级。[结果]根据林分平均高与各分级曲线树高预测值的差值平方和(或差值绝对值)最小的原则,分位数回归模型在林地地位级划分方面虽与传统方法无显著差异,却显著提高了划分效率,并准确地实现了对杉木人工纯林地位级的评价。[结论]分位数回归模型可描述、分类、预测和验证林分生长与地位级之间的关联性,基于导向生长模型的分位数回归曲线簇能够更直观地反映出不同地位级下杉木树高的变化规律,从而全面准确地预测杉木人工林的生产力水平。

中国主要用材树种标准化地位指数函数的研究

文章通过对地位指数表的实质性分析．从生成同形标准地位指数表出发，对树高生长曲线簇异形的问题进行研究．提出多型地位指数和地位指数函数的概念。在分析它们的性质基础上．最终提出拟多形标准地位指数的概念.在我国22个省区的地位指数表的样本函数空间中．采用迭代的二元非线性回归法．生成具有多形”特征的标准地位指数函数．完成了我国不分地区、树种的地位指数的标准化。并对我国部分地区的标准地位指数级的数量评价作了初步尝试。

日本落叶松人工林立地质量的灰色定权聚类

为了研究日本落叶松的立地质量,外业测定了339个样点的土壤厚度值,并用手持GPS72记录其坐标位置;收集了43个样地资料;收集了1:10000北京54地形图6幅;收回专家评分表63份。内业采用逐步回归法得出:土层厚度、海拔、坡度、坡向4个因子对立地质量影响显著,可作为立地质量评定的主导因子;在ArcGIS9.1中生成数字高程模型(DEM),并获取了海拔、坡度、坡向的数据,精确到每个像元;对339个土壤厚度值检验服从正态分布,采用普通克立格法在ArcGIS9.1中生成分布图;4个因子的权重采用层次分析法确定,得出海拔、土层厚度、坡度、坡向的权重分别为0.0616、0.1737、0.2910、0.4737;立地质量的量化评定采用灰色定权聚类法,将立地质量分为好、中、差3类,构造出4个因子不同立地质量时的白化权函数,并计算出每个像元点的灰色定权聚类系数,绘制出全场的立地质量图,立地质量好的面积为354.60hm2(占总面积的39.26%)、中等的为429.75hm2(占总面积的47.58%)、差的为118.95hm2(占总面积的13.17%)。

辽宁省刺槐人工林立地质量评价的研究

选择Ｒｉｃｈａｒｄｓ生长函数Ｈ＝ａ（１－ｅ－ｂＡ）ｃ作为辽宁省刺槐优势高生长模型．用差分法展开导向曲线编制了单形立地指数表；应用分组整理后解析木资料，拟合出最优多形立地指数模型，编制了多形立地指数表．在综合分析影响刺槐生长发育的环境因子基础上，选择了７个立地因子，运用数量化理论Ⅰ方法，建立与立地指数的回归模型，经减少项目法筛选出包含５个因子的立地指数最佳预估方程，编制了数量立地指数得分表．

芦花冲生态经济沟立地类型划分及应用研究

该研究采用定性与定量相结合方法,建立了芦花冲生态经济沟立地分类和立地评价系统。立地分类系统为6级,立地类型划分7个,并根据世行二期工程可行性研究报告所确定的造林树种、林种、培育目标,编制造林类型表,为湖北多功能防护林建设提供了科学依据。

浅析会泽县特殊困难立地现状及造林技术

文章通过分析会泽县的林地现状,分别提出了不同立地条件困难立地造林的树种选择、技术措施;分析会泽县的林分现状,提出了加强新造林地管理、重视病虫害防治。坚持造、管并重,增加森林面积、提高森林覆盖率,改善林分结构,增强林分抗御自然灾害的能力。

杉木中幼龄林立地质量的生长截段评价

通过杉木生长截段与地位指数相关性的回归分析，证明生长截段法作为浙江省杉木人工中幼林的立地质量评价手段是切实可行的。生长截段法有助于解决浙江省大面积杉木中幼龄林的立地评价难题。研究结果表明，采用起测高度为胸高上方第２轮枝以上的５个完整节间长度作为杉木立地质量评价指标，精度最高。为实际应用，文中还编制了用这种生长截段间接或直接进行立地质量评价的数表，建立了数量化生长截段回归模型及得分表。

景宁畲族自治县森林立地类型分类与质量评价

以2008年森林资源规划设计调查资料为基础,以科学性和实用性兼备的原则,采用综合多因子途径、多级序的方法,对景宁畲族自治县的森林立地类型进行划分。以植被类型、地貌、海拔、土壤、坡度、土层厚度等因子为主要依据划分3个立地类型组,17个立地类型。立地质量为优、中、差分别占林地面积的19.90%、69.11%、10.99%。