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基于YOLOv8的林区行人目标检测研究 被引量：3
1
作者 李琳琳 孙海龙 《森林工程》 北大核心 2025年第1期138-150,共13页
为解决目标检测算法在林区行人检测中容易出现漏检及检测精度不足的问题,提出一种基于改进YOLOv8的林区行人目标检测算法。采用C2f_DWRSeg模块替换C2f模块,扩展初始卷积通道数,使网络能更高效地进行多尺度特征提取;提出一种重构的检测头... 为解决目标检测算法在林区行人检测中容易出现漏检及检测精度不足的问题,提出一种基于改进YOLOv8的林区行人目标检测算法。采用C2f_DWRSeg模块替换C2f模块,扩展初始卷积通道数,使网络能更高效地进行多尺度特征提取;提出一种重构的检测头,训练时增加卷积层的复杂性,推理时使用单分支结构,从而丰富网络的特征表示能力,并保持高效的推理速度;在特征融合前增加了卷积注意力机制模块CGA,减少计算量;使用Focaler-ShapeIoU损失函数代替CIoU损失函数,弥补边界框回归方法的不足,进一步提高检测能力。试验结果表明,与基准模型相比,改进后的算法mAP50提高了2%,mAP50-95提高了2.4%,模型的处理速度(FPS)提高了4.33%,证明改进后的算法能够更好地应用在林区行人检测的任务中。 展开更多
关键词 林区管理 行人检测 YOLOv8 注意力机制 损失函数 改进算法 深度学习 识别
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基于近景摄影测量技术的混交林空间结构分析
2
作者 王怡 胡文杰 +2 位作者 孙拥康 袁传武 吴文丰 《森林与环境学报》 北大核心 2025年第6期629-640,共12页
为探索近景摄影测量技术在混交林空间结构量化分析中的可行性,以九峰实验林场的针阔混交人工林为研究对象,提出一种基于智能手机影像的林分空间结构分析方法。通过采用多路径和多角度影像采集策略构建了样地林分冠层以下的三维点云模型... 为探索近景摄影测量技术在混交林空间结构量化分析中的可行性,以九峰实验林场的针阔混交人工林为研究对象,提出一种基于智能手机影像的林分空间结构分析方法。通过采用多路径和多角度影像采集策略构建了样地林分冠层以下的三维点云模型,采用最优圆算法识别并估测单木的位置和胸径。以样地调查获取的胸径、树高、冠幅实测数据和基于样地三维模型提取的胸径估测数据为权重因子,分别构建基于实测胸径、估测胸径和实测胸径、树高、冠幅平权综合后的加权Voronoi图,系统分析不同权重因子对混交度、大小比数和角尺度等关键空间结构参数的影响。结果显示,估测胸径与实测胸径具有较高的相关性(R^(2)=0.9772)。全林分估测胸径的均方根误差为1.4275 cm,相对均方根误差为8.2241%,偏差为0.5038 cm,相对偏差为2.9024%,全林分估测胸径表现为被低估的状态。结果还显示,不同权重因子的林分空间结构单元具有相似性,部分关键空间结构参数之间虽然存在显著差异,但并不影响林分空间结构在表达上的一致性,均能反映出研究区林分整体上处于中等竞争状态和中度混交程度,以及随机分布格局。 展开更多
关键词 近景摄影测量 混交林 三维点云重建 加权Voronoi图 空间结构
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结合Sentinel-2和GEDI数据的森林地上生物量估测和空间格局分析
3
作者 王璐 姬永杰 +1 位作者 董文全 张王菲 《自然资源遥感》 北大核心 2025年第5期224-232,共9页
森林地上生物量(above-ground biomass,AGB)是森林生产力的重要衡量标准,快速准确地估测森林AGB对森林可持续管理和碳循环研究至关重要。该研究基于全球生态系统动态调查(global ecosystem dynamics investiga-tion,GEDI)星载激光雷达... 森林地上生物量(above-ground biomass,AGB)是森林生产力的重要衡量标准,快速准确地估测森林AGB对森林可持续管理和碳循环研究至关重要。该研究基于全球生态系统动态调查(global ecosystem dynamics investiga-tion,GEDI)星载激光雷达数据和Sentinel-2光学数据,提取GEDI L2B,Sentinel-2遥感特征及研究区地形因子(海拔、坡向、坡度),通过皮尔逊相关性筛选变量,构建偏最小二乘回归(partial least squares regression,PLSR)模型、梯度增强回归树(gradient boosting regression tree,GBRT)模型和随机森林(random forest,RF)模型反演森林AGB,探索其估测森林AGB的潜力,并分析森林AGB空间分布差异。结果表明:多数据源的估测效果始终优于单一数据源,基于GEDI和Sentinel-2数据的RF模型表现最佳(R2为0.76,均方根误差为23.02 t/hm2),GBRT次之,PLSR最差(R2仅为0.26);研究区海拔1200~1800 m范围内,森林AGB密度随海拔的升高而增大;坡度的变化对森林AGB密度不敏感,但在险坡处有明显减小;坡向分析显示半阴坡和阳坡的森林AGB密度较高,阴坡和半阳坡相近;坡度-坡向交互分析表明,缓坡和斜坡条件下,分别是半阳坡和阳坡森林AGB总量最高;平地和陡坡以上所有坡向的森林AGB均显著下降,阴坡和半阴坡的降幅更明显。该研究能为省级范围内制定森林保护和培育政策提供科学依据。 展开更多
关键词 Sentinel-2 GEDI 森林AGB RF模型
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一种基于点云数据的单木几何参数提取方法
4
作者 李恒源 季民 +2 位作者 李婷 范相如 房振 《中国农机化学报》 北大核心 2025年第8期97-102,共6页
针对传统人工测量方法获取树木尖削度和垂直度参数误差大、效率低的问题,提出一种基于点云数据的单木尖削度和垂直度提取方法。通过对单木树干切片并投影到二维平面,利用密度聚类算法对其进行聚类,并提取主干点云簇。根据点云簇的分布形... 针对传统人工测量方法获取树木尖削度和垂直度参数误差大、效率低的问题,提出一种基于点云数据的单木尖削度和垂直度提取方法。通过对单木树干切片并投影到二维平面,利用密度聚类算法对其进行聚类,并提取主干点云簇。根据点云簇的分布形态,采用RANSAC(随机抽样一致算法)生成最佳拟合圆。通过不同高度处的主干最佳拟合圆直径,基于STM(分段削度法)进行树木尖削度计算,通过连接相邻切片的圆心实现单木主干骨架线提取,并对单木主干骨架线拟合,实现单木垂直度计算。结果表明,尖削度计算的决定系数R2可达0.8253,垂直度计算的决定系数R2可达0.8171。所提方法为提取树木的尖削度和垂直度两项几何参数提供新的方法和手段。 展开更多
关键词 单木 激光点云 骨架模型 尖削度 垂直度
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基于无人机影像和MDIEA-YOLO苗木识别模型的造林验收智能系统
5
作者 王武魁 廉瑞峰 +3 位作者 吴明晶 张大兴 石燕妮 谷亚宇 《北京林业大学学报》 北大核心 2025年第5期14-25,共12页
【目的】传统造林验收方法效率低且难以适应复杂场景,同时无人机影像难以直接用于AI模型输入,制约了造林智能化验收的实现。本研究针对造林验收场景提出一种基于无人机影像的MDIEA-YOLO检测模型,旨在实现对造林幼苗的高效识别与计数,提... 【目的】传统造林验收方法效率低且难以适应复杂场景,同时无人机影像难以直接用于AI模型输入,制约了造林智能化验收的实现。本研究针对造林验收场景提出一种基于无人机影像的MDIEA-YOLO检测模型,旨在实现对造林幼苗的高效识别与计数,提高造林验收的精确度和效率,为林业管理现代化提供技术支持。【方法】为实现上述目标,本研究开发了“多维交互增强注意力模块”(MDIEA),该模块融合了卷积块注意力机制和Shuffle Attention机制,能够高效处理复杂场景和小目标特征,显著提升网络的解析能力。通过将MDIEA嵌入YOLOv8特征提取网络,细化的通道和空间注意力加权增强了关键特征的识别能力。此外,引入XIoU损失函数优化了模型对小型和重叠目标的边界定位能力,进一步提升检测精度。最终,构建了基于无人机影像和MDIEA-YOLO模型的端到端影像预处理流程,实现了造林幼苗的自动识别与计数。【结果】在福建将乐国有林场的实验中,MDIEA-YOLO模型在1年生、2年生、3年生数据集上分别获得了97.5%、96.1%、96.8%的mAP0.5值,明显优于其他对比模型。在不同光照和分辨率条件下,MDIEA-YOLO模型的m AP0.5值均保持在92%以上,显示出良好的鲁棒性。在处理100张影像时,MDIEA-YOLO模型的CPU与GPU处理效率相近,无明显差异,表明该系统在实际应用中具有较高的灵活性和适应性。与人工检验对比发现,该系统在关键指标上展现了与人工检验相当甚至更高的准确性和效率,证明了系统的可靠性和实用性。【结论】本研究提出的造林验收无人机影像预处理系统,有效推动了造林验收的智能化进程,显著提升了验收效率和精度,为造林验收领域提供了新的技术解决方案,具备广泛的应用前景。未来,将继续优化模型性能,扩大数据集规模,以适应更广泛的应用场景,推动林业管理的现代化进程。 展开更多
关键词 数字化造林验收 无人机(UAV) 图像识别 小目标检测 YOLOv8 注意力机制 损失函数优化
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基于无人机光学相机影像的沙柳单木参数提取研究
6
作者 李明 李浩然 +2 位作者 杨泽坤 燕洁华 叶汪忠 《内蒙古农业大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期47-53,共7页
为提高人工灌木资源调查效率,加快灌木资源库建设,本文以内蒙古毛乌素沙地沙柳林为研究对象,利用无人机正射光学影像数据,通过多进程算法提取三维点云信息,根据冠层高度模型,运用光谱聚类算法和改进融合后的局部最大值和分水岭算法,提... 为提高人工灌木资源调查效率,加快灌木资源库建设,本文以内蒙古毛乌素沙地沙柳林为研究对象,利用无人机正射光学影像数据,通过多进程算法提取三维点云信息,根据冠层高度模型,运用光谱聚类算法和改进融合后的局部最大值和分水岭算法,提出一种适用于无人机光学相机影像的沙柳单木参数提取方法。结果表明,使用算法对试验地沙柳林单木树高进行提取,估测精度为88.8%,平均误差率为11.6%,决定系数为0.751,均方根误差为0.54;对单木树冠面积进行提取,估测精度为90.9%,平均误差率为9.8%,决定系数达到0.965,均方根误差为1.76。本文提出的沙柳单木参数提取方法应用在毛乌素沙地沙柳上具有良好效果,为沙柳等灌木资源信息化提供技术支撑。 展开更多
关键词 沙柳 单木参数提取 无人机光学相机影像 多进程算法 光谱聚类算法 分水岭算法
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基于机器学习的森林地上碳储量遥感估算及时空变化分析
7
作者 唐雪海 宋维静 +2 位作者 汪春霞 匡帆 许程 《中南林业科技大学学报》 北大核心 2025年第8期167-182,共16页
【目的】城市森林是城市碳汇的主体,对调节全球碳平衡、降低大气中碳含量、维持气候稳定具有不可忽视的作用,开展城市森林碳储量估算与时空变化特征研究,对推进“双碳”目标实现、应对气候变化具有重要的科学作用和实践意义。【方法】... 【目的】城市森林是城市碳汇的主体,对调节全球碳平衡、降低大气中碳含量、维持气候稳定具有不可忽视的作用,开展城市森林碳储量估算与时空变化特征研究,对推进“双碳”目标实现、应对气候变化具有重要的科学作用和实践意义。【方法】以合肥市主城区森林为研究对象,通过地面调查计算样地生物量和碳储量,利用Landsat影像进行城市森林类型提取,综合光谱波段、波段组合、植被指数、纹理因子等变量,对比3种机器学习算法,构建城市森林地上碳储量最优估算模型。进一步反演研究区2013、2016、2019、2023年森林地上碳储量,利用空间自相关和趋势面等进行时空变化分析,探讨地理探测器模型下自然环境、社会经济等因子对城市森林地上碳储量的影响。【结果】1)2013—2023年城市森林面积呈增长趋势,增长速度逐渐减缓。不同行政区森林面积由大至小依次为蜀山区、包河区、瑶海区、庐阳区;2)样地实测单位面积地上碳储量为0.56~15.57 kg·m^(-2)。利用Pearson系数等方法进行特征变量筛选,最终确定了7个遥感因子为碳储量估算建模的特征变量。特征变量与自变量Pearson相关系数绝对值为0.44~0.58,均为极显著相关。建模结果表明,极端梯度提升树算法构建的森林地上碳储量估算模型效果最优;3)城市森林地上碳储量在空间上表现为聚集分布,整体表现为“南高北低,东高西低”的梯度格局。2013—2023年合肥市主城区城市森林地上碳储量呈增长趋势,为69.65~150.90万t,单位面积碳储量为29.18~36.85 t·hm^(-2);4)高程对研究区森林地上碳储量变化的解释能力表现较为突出,交互因子对森林地上碳储量变化的解释能力比单因子有所增强,温度与降水的交互作用对2013、2016、2023年的森林地上碳储量的影响最大,解释力分别为20.66%、39.88%、27.47%;在2019年,温度与高程的交互作用最强,解释力为33.18%。【结论】城市森林碳储量变化受自然环境因子和社会经济因子共同影响,其中自然环境因子间的交互作用对城市碳储量的影响较大,两者的交互作用对城市森林碳储量的变化也有一定程度的解释力。 展开更多
关键词 城市森林 地上碳储量 遥感反演 时空变化 合肥市
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花山谜窟—渐江风景名胜区乔木林森林蓄积量估测
8
作者 唐雪海 钱子悦 +5 位作者 王佩 黄庆丰 左纬杰 倪辰 孔令媛 许程 《安徽农业科学》 2025年第14期121-125,170,共6页
以花山谜窟—渐江风景名胜区作为研究对象,结合Landsat遥感影像和DEM数据,综合考虑光谱、纹理、地形特征,分别使用多元线性逐步回归(MLSR)、支持向量机(SVM)、随机森林(RF)构建乔木林遥感蓄积量估算模型,并选择最优模型反演研究区乔木... 以花山谜窟—渐江风景名胜区作为研究对象,结合Landsat遥感影像和DEM数据,综合考虑光谱、纹理、地形特征,分别使用多元线性逐步回归(MLSR)、支持向量机(SVM)、随机森林(RF)构建乔木林遥感蓄积量估算模型,并选择最优模型反演研究区乔木蓄积。结果表明:对比3种模型估测结果的精度评价指标R^(2)和RMSE,MLSR的R^(2)=0.46,RMSE=113.14 m^(3)/hm^(2);SVM的R^(2)=0.57,RMSE=98.36 m^(3)/hm^(2);FM的R^(2)=0.65,RMSE=91.01 m^(3)/hm^(2);最终以RF模型为最优模型反演研究区蓄积量,得出乔木总蓄积量688 516.275 m^(3),平均蓄积量245.467 m^(3)/hm^(2)。该研究结果可为风景名胜区森林生态服务功能价值评估提供数据支撑。 展开更多
关键词 森林蓄积量 遥感反演 随机森林 支持向量机 多元线性逐步回归
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林木基因型-环境互作算法研究进展与思考 被引量：2
9
作者 葛晓宁 许新桥 +8 位作者 张怀清 张京 杨杰 崔泽宇 傅汝饶 梁金洁 邹添华 王林龙 刘洋 《林业科学》 北大核心 2025年第3期1-15,共15页
随着全球气候变化,传统的林木育种方式面临挑战,难以满足快速气候适应与资源优化配置的迫切需求。林木基因型(G)与环境(E)之间的复杂互作关系是林木生长发育研究的核心,阐明G×E互作机制以提高林木育种效率和精准度成为研究的重点... 随着全球气候变化,传统的林木育种方式面临挑战,难以满足快速气候适应与资源优化配置的迫切需求。林木基因型(G)与环境(E)之间的复杂互作关系是林木生长发育研究的核心,阐明G×E互作机制以提高林木育种效率和精准度成为研究的重点。本文围绕林木基因型-环境互作算法的相关研究进展,解析基因型与环境互作对表型特性塑造的机制,包括基因组与表型特征形成的关联机制、环境因子对表型的影响等;探讨多源异构数据融合在解析互作机制和育种中的应用,涵盖数据挖掘技术、融合策略和实时数据处理;阐述基因型与环境互作算法在林木育种中的演变与应用,包括历史演变、在性状预测和分析中的应用等;介绍林木基因型与环境互作算法研发体系,涉及数据获取、融合、算法设计和模型优化。最后,提出林木基因型-环境互作未来研究的方向,结合可解释人工智能、数据融合、育种验证和气候适应性预测,为林木育种提供更精准的预测工具和决策支持,尤其在应对气候变化挑战时,推动林木的生态适应性与生产力提升。 展开更多
关键词 基因型-环境互作 林木育种 数据融合 机器学习 深度学习
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基于无人机激光雷达点云数据估算红树林覆盖度 被引量：1
10
作者 王鑫淼 赵峰 +3 位作者 刘华 凌成星 刘霞 曾浩威 《北京林业大学学报》 北大核心 2025年第2期143-151,共9页
【目的】利用无人机激光雷达数据,快速、准确地获取红树林覆盖度信息,为更好地评估红树林生态修复成效提供重要参考。【方法】以广东省湛江市太平镇岭头岛为研究区,利用40块样地无人机激光雷达数据和单木检尺数据,以决定系数(R_(2))、... 【目的】利用无人机激光雷达数据,快速、准确地获取红树林覆盖度信息,为更好地评估红树林生态修复成效提供重要参考。【方法】以广东省湛江市太平镇岭头岛为研究区,利用40块样地无人机激光雷达数据和单木检尺数据,以决定系数(R_(2))、均方根误差(RMSE)和估算精度(E_(A))为评价指标,比较第一回波比例模型(FRRM)、全部回波比例模型(ARRM)、脉冲回波强度比例模型(PRIRM)和冠层高度模型(CHM)4种模型估算红树林覆盖度的精度。分析样地红树林覆盖度、激光点云密度和高度特征变量与覆盖度估算误差的关系,选取精度最高的模型估算研究区红树林覆盖度,并进行空间制图。【结果】(1)FRRM模型估算的红树林覆盖度精度最高(R_(2)=0.970 1,RMSE=0.032 5,E_(A)=93.01%),估算误差最小,平均低估1.04%;其次为ARRM模型(R2=0.977 4,RMSE=0.033 6,E_(A)=92.58%)和CHM模型(R2=0.945 0,RMSE=0.044 0,EA=90.54%);PRIRM模型(R2=0.950 9,RMSE=0.061 0,EA=88.17%)估算精度最低。(2)PRIRM模型的结果普遍高估,且估算误差与覆盖度和高度特征变量均呈显著负相关;FRRM、ARRM和CHM模型的估算误差与覆盖度无明显相关性。(3)激光雷达采样敏感性分析表明,3 m栅格大小最适合作为研究区覆盖度制图的单元。【结论】4种模型估算红树林覆盖度的精度均较高,其中FRRM模型的估算精度最高,结果可靠,可为岭头岛红树林的科学管护和生态修复提供支持。 展开更多
关键词 无人机激光雷达 点云 首次回波 红树林 覆盖度
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基于GF-1数据的二阶段遥感特征优选与森林地上生物量反演模型 被引量：1
11
作者 杨菲菲 张王菲 +3 位作者 赵磊 赵含 姬永杰 王梦金 《林业科学》 北大核心 2025年第4期9-19,共11页
【目的】提出二阶段遥感特征选择方法与多机器学习模型结合的思路,探索适用于国产高分一号(GF-1)数据估测森林地上生物量(AGB)的有效模式,为高分系列卫星数据在林业监测中的应用提供参考。【方法】首先,从GF-1数据中提取波段光谱特征、... 【目的】提出二阶段遥感特征选择方法与多机器学习模型结合的思路,探索适用于国产高分一号(GF-1)数据估测森林地上生物量(AGB)的有效模式,为高分系列卫星数据在林业监测中的应用提供参考。【方法】首先,从GF-1数据中提取波段光谱特征、纹理特征、植被指数等44个特征变量;然后,基于二阶段特征优选策略优选特征,第一阶段采用过滤式法(Relief)、嵌入式法(Lasso、RF)进行初步筛选,第二阶段通过包装式法(RFE)进一步优化特征子集,提升模型估测能力;最后,利用以往森林AGB估测研究中表现较好的K最近邻(KNN)、支持向量回归(SVR)、随机森林(RF)、梯度提升回归树(GBRT)和极限梯度提升树(XGBoost)机器学习模型进行森林AGB估测,并评估不同特征选择方法与模型之间的匹配度及其对森林AGB估测精度的影响,探寻最优的基于GF-1数据估测森林AGB的策略。【结果】1)Relief-RFE方法在XGBoost模型森林AGB反演中取得较优效果(R²=0.811,RMSE=8.45 t·hm^(−2),rRMSE=23.39%)。2)绿光波段纹理特征(mea_b2)能够捕捉到森林地表覆盖物的空间分布信息,如森林的冠层密度、树木分布等空间结构变化信息;蓝光波段光谱特征(b1)对叶绿素和叶色素浓度变化反应敏感,可表征植被健康状况和生长阶段信息,在多种方法的二阶段特征选择中上述2种特征均被选为核心特征用于森林AGB估测。3)特征优选可显著提升模型性能,XGBoost模型的提升效果明显大于KNN、SVR、RF和GBRT模型。【结论】通过对比不同特征选择方法与机器学习模型结合估测森林AGB的效果,验证了二阶段特征优选策略在基于GF-1数据估测森林AGB中的有效性,尤其是将该策略与XGBoost模型结合,能够构建出高精度、高稳健性的森林AGB估测策略。 展开更多
关键词 GF-1数据 森林地上生物量 混合特征选择 机器学习 二阶段优化策略
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基于谷歌地球引擎和Landsat影像的广西壮族自治区土地覆盖变化及驱动因素研究
12
作者 沈健 岳彩荣 +1 位作者 李初蕤 徐天蜀 《西北林学院学报》 北大核心 2025年第1期178-187,208,共11页
基于GEE和随机森林分类算法研究广西壮族自治区在1995—2022年27 a间的土地覆被变化,采用地理探测器对不同土地覆被类型的时空变化及其主要驱动因素进行分析研究。结果表明:1)土地覆被类型分类结果具有较好的分类精度,整体精度在87%~92%... 基于GEE和随机森林分类算法研究广西壮族自治区在1995—2022年27 a间的土地覆被变化,采用地理探测器对不同土地覆被类型的时空变化及其主要驱动因素进行分析研究。结果表明:1)土地覆被类型分类结果具有较好的分类精度,整体精度在87%~92%。2)1995—2022年,广西壮族自治区的林地和建设用地面积持续增加,增幅分别达75.94%和132.67%。林地面积从85382.72 km^(2)增加到150224.55 km^(2),建设用地面积从2038.73 km^(2)增加到4743.46 km^(2);与此同时,草地及稀疏灌草混交地面积减少了82.46%(66990.97 km^(2));其他土地覆被类型变化则相对稳定。3)通过地理探测器模型的分析结果显示,人为因素是影响土地利用/覆被(LULC)变化的主要驱动因素,经济的快速发展、城市人口的增加和工业扩张是建设用地和林地扩张以及植被减少的主要原因。研究结果对于广西壮族自治区的生态环境管理和土地可持续利用规划具有参考价值。 展开更多
关键词 土地利用 GEE LANDSAT 驱动因素 地理探测器 随机森林 广西壮族自治区
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三维激光雷达空地一体化城市森林林分因子遥感提取 被引量：2
13
作者 雷雪 吴建勋 +5 位作者 董崇天 洪隽琰 刘蕾 孟陈 卫炎豪 彭俊喜 《生态学杂志》 北大核心 2025年第3期1029-1037,共9页
林分因子的精确遥感测量和批量提取是森林资源调查的发展趋势。本研究采用无人机和地面手持激光雷达对上海市浦江郊野公园香樟林进行遥感,结合林地实地调查数据,探究激光雷达空地一体化技术在城市人工纯林中的林分因子提取方法和精度评... 林分因子的精确遥感测量和批量提取是森林资源调查的发展趋势。本研究采用无人机和地面手持激光雷达对上海市浦江郊野公园香樟林进行遥感,结合林地实地调查数据,探究激光雷达空地一体化技术在城市人工纯林中的林分因子提取方法和精度评价。结果表明:(1)激光雷达空地一体化技术在森林资源林分因子遥感测量中具有较高测量精度和应用价值,其提取树高的偏差为-0.13 m(-1.17%),R^(2)为0.95(P<0.001);提取胸径的偏差为-2 cm(5.59%),R^(2)为0.98(P<0.001);通过公式DBH=0.9670×DBH_(p)-0.0057可对胸径提取中的系统误差进行有效校正。(2)无人机和地面手持激光雷达在森林资源林分因子遥感测量中各具优势,无人机激光雷达在测量树高和冠幅上具有优势;地面激光雷达在测量胸径和树冠体积上精度更高。因此,激光雷达空地融合技术在森林碳汇评估和森林资源调查中具有广阔的应用空间,同时也为大范围森林资源调查的自动化和智能化提供技术支撑。 展开更多
关键词 森林资源调查 碳汇 林分因子 遥感测量 激光雷达
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基于多源数据与丰度信息融合的森林生物量估算研究 被引量：1
14
作者 林洁雯 陈建 《农业机械学报》 北大核心 2025年第1期65-73,共9页
森林是维持碳平衡的重要组成部分,精确的森林生物量探测对环境改善和相关政策制定均有重要的推动作用。本文探索了将多源数据及丰度信息融合分析实现森林生物量反演。首先,采用MOPSOSCD获取研究区域的端元束,并获得每组树木端元的丰度信... 森林是维持碳平衡的重要组成部分,精确的森林生物量探测对环境改善和相关政策制定均有重要的推动作用。本文探索了将多源数据及丰度信息融合分析实现森林生物量反演。首先,采用MOPSOSCD获取研究区域的端元束,并获得每组树木端元的丰度信息,然后在Landsat 8 OLI及ASTGTM DEM中提取单波段因子、植被指数、地形因子、纹理特征等46个指标,测试融合丰度前后模型拟合效果。通过多元线性回归和BP神经网络模型进行生物量反演试验发现,采用多元线性回归模型时,优化前生物量均方根误差(RMSE)和决定系数(R^(2))分别为41.09 mg/hm^(2)、0.40,优化后最优RMSE和R^(2)分别为38.66 mg/hm^(2)、0.44。采用BP神经网络模型时,优化前生物量RMSE和R^(2)分别为32.73 mg/hm^(2)、0.56,最优RMSE和R^(2)分别为32.07 mg/hm^(2)、0.57。添加丰度后BP神经网络模型具有最优反演效果。通过试验验证了MOPSOSCD算法提取端元束对应的丰度在提升模型生物量反演精度的有效性。同时,试验证明端元的提取精度越高,对应模型生物量反演效果越好。 展开更多
关键词 多源数据融合 森林生物量 端元束 混合像元分解 反演
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基于遥感的图斑植被恢复监测研究 被引量：1
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作者 张成程 刘畅 +1 位作者 鲍瑞 田家硕 《西南林业大学学报(自然科学)》 北大核心 2025年第2期169-176,共8页
利用Landsat遥感影像,结合峨山县2018年森林督查自查数据,对比目视解译、代数运算和时间序列分析3种植被恢复监测手段,研究遥感技术在植被恢复监管中的作用,以期为林业主管部门植被恢复监管提供有效技术手段。结果表明:中低分辨率的遥... 利用Landsat遥感影像,结合峨山县2018年森林督查自查数据,对比目视解译、代数运算和时间序列分析3种植被恢复监测手段,研究遥感技术在植被恢复监管中的作用,以期为林业主管部门植被恢复监管提供有效技术手段。结果表明:中低分辨率的遥感影像通过纹理和真彩色或假彩色波段组合识别出植被覆盖范围,但很难精准识别出未成林造林地这类裸地特征显著强于植被光谱特征的林地、种植有庄稼、蔬菜、烟草等具有植被光谱特征的非林地;中值合成的年度缨帽变换湿度分量在植被恢复监测中对于毁林开垦后未恢复到位的违法地块表现出了比最大值合成的年度NBR和NDVI相对更优的适用性。时间序列分析可以呈现植被光谱特征的变化趋势,尤其是利用农作物的季节性变化特征弥补了最大值合成法提取的植被指数过多将农作物识别为林地植被的不足;但其对小面积涉火林区植被的恢复监测灵敏度不高。因此,通过遥感手段进行基于森林督查图斑的植被恢复的监测是可行的。 展开更多
关键词 植被恢复 森林督查 遥感 LANDSAT
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基于GEDI波形数据的不同季节森林冠层高度估测 被引量：1
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作者 蔡龙涛 何家胜 +3 位作者 吴军 韩雪蓉 王玉 邢泽坤 《农业机械学报》 北大核心 2025年第4期325-334,共10页
为解决星载LiDAR(Light laser detection and ranging)GEDI(Global ecosystem dynamics investigation)发射波激光脉冲难以穿透密林区森林冠层从而精准获取林下地形信息,以及在高坡度地形会增加GEDI林分冠层回波与林下地形回波重叠度进... 为解决星载LiDAR(Light laser detection and ranging)GEDI(Global ecosystem dynamics investigation)发射波激光脉冲难以穿透密林区森林冠层从而精准获取林下地形信息,以及在高坡度地形会增加GEDI林分冠层回波与林下地形回波重叠度进而难以高精度估测森林冠层高度的问题,结合冬季阔叶林落叶特性及GEDI发射波激光脉冲有强穿透性的特点,对GEDI波形长度参数按照不同季节森林构建冠层高度估测模型,分析GEDI不同百分比波形长度参数rh_aN在夏季、冬季森林冠层高度估测精度;之后引入地形坡度因子DTM数据修正森林冠层高度估测模型,分坡度估测森林冠层高度,解决由高坡度地形引起的林分冠层回波与林下地形回波重叠导致森林冠层高度估测精度偏低问题。研究结果表明,夏季森林冠层高度估测决定系数R^(2)为0.573,均方根误差(RMSE)为3.695 m;冬季估测R^(2)为0.633,RMSE为3.671 m;冬季森林冠层高度估测模型经地形坡度校正后整体估测精度R^(2)为0.709,RMSE为3.271 m。冬季森林冠层高度估测精度明显优于夏季,且引入地形坡度因子后能有效提高不同地形坡度条件下森林冠层高度估测精度。 展开更多
关键词 森林冠层高度 季节 地形坡度 GEDI
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钱江源-百山祖国家公园候选区钱江源园区冠层三维结构及光谱特征对人为干扰的响应
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作者 刘咏华 童光蓉 +5 位作者 余航远 王宁宁 任海保 陈磊 马克平 米湘成 《生物多样性》 北大核心 2025年第4期15-27,共13页
国家公园内的植被生态系统具有典型性和国家代表性,是国家公园的重点保护对象。为实现国家公园生态系统和生物多样性的保护管理目标,有必要监测国家公园内植被的变化,根据监测结果评估保护成效,进而制定可持续管理战略。航空遥感是获取... 国家公园内的植被生态系统具有典型性和国家代表性,是国家公园的重点保护对象。为实现国家公园生态系统和生物多样性的保护管理目标,有必要监测国家公园内植被的变化,根据监测结果评估保护成效,进而制定可持续管理战略。航空遥感是获取大面积植被信息的有效手段,使得在大尺度上高效地监测国家公园的植被动态变化成为可能。本研究以钱江源-百山祖国家公园候选区钱江源园区(简称钱江源园区)全域共21,820个100 m×100 m像元为研究对象,基于机载激光雷达和高光谱的多源遥感数据,结合2018年林业小班调查数据,探究利用遥感数据获取的冠层特征与植被三维冠层结构和光谱特征的关系,以分析利用航空遥感监测国家公园保护成效的潜在应用。结果表明:(1)钱江源园区冠层特征变化范围大,不同区域冠层特征差异较大。(2)不同人为干扰程度的冠层特征差异显著,结合冠层空间结构特征及光谱特征,能够反映保护成效:重度干扰的次生林或人工林冠层高度低、叶面积小,垂直复杂度低,低矮植被和稀疏植被占比大,对光资源的利用效率低,叶片衰老程度高;中度干扰的次生落叶阔叶林和轻微或无干扰的常绿阔叶林老龄林均表现出冠层高度大、叶面积大且垂直复杂度较高的特征,但老龄林所受压力小,对光资源的利用效率高,叶片衰老程度低。本研究结果可为国家公园中森林生态系统和生物多样性的保护和管理提供科学支撑。 展开更多
关键词 钱江源-百山祖国家公园候选区 亚热带森林 激光雷达 冠层结构 高光谱 植被指数 人为干扰
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结合无人机高分辨率可见光影像和激光雷达点云的城市植物群落树种组成和数量特征提取方法对比
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作者 袁敬毅 张旭 +8 位作者 田镇朋 王梓柘 高永萍 姚迪昭 关宏灿 李文楷 刘婧 张宏 马勤 《生物多样性》 北大核心 2025年第4期1-14,共14页
城市植被的群落组成及结构特征对评估其生长状况和生态功能至关重要。群落内不同树种的数量特征是定量描述植物群落组成结构的基础。但传统的调查方法需要大量人力物力且难以大范围开展,而单一遥感数据源和方法难以同时提供准确的株数... 城市植被的群落组成及结构特征对评估其生长状况和生态功能至关重要。群落内不同树种的数量特征是定量描述植物群落组成结构的基础。但传统的调查方法需要大量人力物力且难以大范围开展,而单一遥感数据源和方法难以同时提供准确的株数、冠幅和树种信息。为此,需要探讨多源数据结合的无人机遥感技术在精确获取城市植物群落树种组成和数量特征时的潜力。本研究以庐山风景名胜区的典型城市植被为对象,分别基于高分辨率可见光影像、激光雷达点云以及两者的结合开展单木分割与树种分类,对比不同遥感数据源和方法在提取植物群落树种数量特征时的表现。结果表明:(1)采用多源数据结合的方式可以得到最优的单木分割和树种分类精度,相比于分别使用影像或点云,单木分割的F值分别提升0.116和0.102,分类总体精度分别提升12.1%和23.1%;(2)多源数据结合可以更准确地提取群落内树种数量特征的相对关系,其对各类别树种相对密度和相对盖度的提取误差分别在2.3%和4.8%以内,而基于单一数据源的方式则对特定树种有明显的高估或低估。本研究证明多源数据结合的方法可以通过同时优化单木探测和树种分类过程,进而提高城市植物群落树种组成及数量特征提取的精度,可为开展城市植物群落结构的无人机遥感监测提供理论支持和方法借鉴。 展开更多
关键词 城市植被 树种组成 数量特征 无人机遥感 高分辨率可见光影像 激光雷达
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长时间序列多源遥感数据的森林干扰提取
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作者 侯卓涵 于颖 杨曦光 《应用生态学报》 北大核心 2025年第6期1722-1730,共9页
本研究针对黑龙江省2001—2023年森林生态系统干扰特征,融合多源遥感数据构建了森林干扰识别方法体系,对黑龙江整体森林干扰强度进行评估,并进行干扰提取和干扰类型识别。结果表明:2001—2023年间,2003年森林干扰强度达到峰值,主要源于... 本研究针对黑龙江省2001—2023年森林生态系统干扰特征,融合多源遥感数据构建了森林干扰识别方法体系,对黑龙江整体森林干扰强度进行评估,并进行干扰提取和干扰类型识别。结果表明:2001—2023年间,2003年森林干扰强度达到峰值,主要源于大规模森林火灾。基于LandTrendr方法使用多种光谱指数融合的干扰检测结果与Global Forest Change数据空间的一致性在90%以上。将黑龙江的森林干扰分为3类,分别是火灾干扰、病虫害干扰和采伐干扰,干扰类型分类总体精度为87.8%(Kappa系数为0.81)。不同光谱指数对干扰类型具有差异性响应,归一化燃烧指数对火灾干扰敏感性最强,归一化植被指数对植被整体变化比较敏感,归一化差分湿度指数在病虫害识别中贡献显著,而全球干扰指数可对人为采伐活动进行辅助判别。综上,多光谱指数协同分析和时序特征融合可有效提升森林干扰类型的识别精度,为东北亚寒温带森林生态系统管理提供科学依据。 展开更多
关键词 森林干扰 遥感监测 LandTrendr算法 时间序列分析 机器学习
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中国森林覆盖遥感数据产品的一致性评估
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作者 魏雪馨 刘荣高 +4 位作者 崔屹峰 刘洋 陈继龙 亓林 何家莹 《地理学报》 北大核心 2025年第9期2517-2532,共16页
森林在维持陆地生态系统碳水平衡、保护生物多样性及保持水土等方面起着关键作用,森林覆盖监测是“联合国十年生态恢复”和“联合国可持续发展目标”的重要任务之一。由于森林中木本和草本的生态效应存在显著差异,区分树木和草的覆盖对... 森林在维持陆地生态系统碳水平衡、保护生物多样性及保持水土等方面起着关键作用,森林覆盖监测是“联合国十年生态恢复”和“联合国可持续发展目标”的重要任务之一。由于森林中木本和草本的生态效应存在显著差异,区分树木和草的覆盖对于准确刻画森林组成非常重要。同时,量化森林恢复过程中树木覆盖度的缓慢累积增加存在很大挑战。本研究以中国森林资源清查资料为参考,对比14种森林覆盖遥感数据产品与其在刻画中国森林覆盖及变化的时空一致性,分析效果最佳的数据集。分析数据包括8种土地覆盖硬分类数据和6种基于亚像元的树木覆盖度数据。结果显示,这些产品在中国西部和华北平原等树木覆盖低于30%的区域差异性较大,约96%的像元变异系数大于0.56。与森林资源清查资料对比表明,百分比的树木覆盖度数据比硬分类数据具有更高的一致性。硬分类数据产品均显示中国森林面积自2000年以来增幅小,而清查资料和树木覆盖度数据则证实显著增加。其中,GLOBMAP数据与省级清查资料吻合最好,拟合斜率为0.78。研究结果表明,对于缓慢恢复的森林覆盖的刻画,百分比的树木覆盖度数据更为可靠。 展开更多
关键词 森林恢复 遥感数据 硬分类 树木覆盖度 时空一致性
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