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【目的】利用星载激光雷达波形数据对森林类型识别时,受地形、噪声和林层结构等因素影响,针叶林、阔叶林和混交林森林类型识别精度较低,为提高森林类型识别精度,需提取与森林类型相关的波形特征参数。【方法】结合回波仿真原理与林分冠层特征对GLAS回波波形进行理论分析,提出了与森林类型相关的波形特征参数Rcafit1-47、K1-47,并与其他森林类型相关的波形特征参数进行联合,建立多种波形特征参数组合,用于森林类型识别。【结果】1)针叶林和阔叶林森林类型识别时,波形特征参数组合Rcafit1-47、K1-47森林类型总体识别精度为92.86%,优于另外两种波形特征参数组合AGS、MSGS和AGS、SGS森林类型总体识别精度;2)针叶林、阔叶林和混交林森林类型识别时,波形特征参数组合Rcafit1-47、K1-47森林类型总体识别精度为77.03%,低于另外两种波形特征参数组合AGS、MSGS和AGS、SGS森林类型总体识别精度;3)波形特征参数Rcafit1-47、K1-47与其他波形特征参数组合后能够提高森林类型识别精度,其中,Rcafit1-47、K1-47、AGS、MSGS参数组合森林类型识别精度最高,针叶林和阔叶林森林类型识别精度为94.64%,针叶林、阔叶林和混交林林分类型识别精度为89.19%。【结论】提出的波形特征参数Rcafit1-47和K1-47在针叶林和阔叶林森林类型识别方面具有明显优势,而且与其他波形特征参数组合后能够明显提高针叶林、阔叶林和混交林3种森林类型的识别精度。 相似文献
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《林业科学》2016,(9)
【目的】提出一种基于Relief F特征优选的面向对象分类方法,为解决面向对象森林资源遥感分类提供参考。【方法】以SPOT5高分辨率遥感影像为数据源,以浙江省安吉县山川乡为研究区,通过影像分割,选取8个地物类别的370个对象样本,并设置SPOT5影像每个波段的8个灰度共生矩阵纹理、每个波段及NDVI的平均值和标准差等42个对象特征。利用Relief F算法对设置的42个对象特征进行优选,采用面向对象的最近邻方法提取研究区毛竹林分布信息。为了比较基于最优特征的面向对象的分类结果,另采用CART决策树方法在相同的分割参数和训练样本前提下,通过样本构建决策树分类规则,对研究区进行分类并提取竹林信息。【结果】1)通过Relief F特征优选方法对分类特征进行优选,大幅提高了毛竹林样本的分类精度,与特征优选前相比,毛竹林样本分类精度由68%提高到88%,优选的红波段均值、绿波段均值、红波段均质纹理、红波段熵纹理和NDVI植被指数均值5个特征能够精确地提取研究区毛竹林分布信息,其用户精度和生产者精度分别达到97%和95%;2)基于CART决策树面向对象的研究区毛竹林用户精度和生产者精度均低于基于最优特征的最近邻分类结果,主要原因是CART决策树中毛竹林、针叶林和阔叶林之间的误分相对较高。【结论】Relief F算法特征优选时注重特征的分类能力,筛选的特征参与面向对象分割提取的毛竹林分布信息高于同类研究,可为面向对象多尺度分割森林资源遥感分类时特征的选取提供一个更为科学合理的方法。 相似文献
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【目的】归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)可以指示植被生长和覆盖状况,探究其长时间序列时空动态变化特征规律,对明确区域植被生态变化情况具有重要意义。【方法】利用谷歌地球引擎(google earth engine,GEE)云平台获取植被生长季(7—9月)长时间序列Landsat影像并构建NDVI指数。通过变异系数、Sen+Mann-Kendall趋势分析、未来趋势变化分析和空间自相关性计算,分析2000—2020年神木市NDVI时空变化特征及空间格局,并提取NDVI不同聚集区面积结合植被生长季累计降水量和平均气温进行分析。【结果】2000—2020年神木市NDVI显著增加,增速为1.25%·a-1;NDVI增加区域、稳定不变区域和退化区域分别占总面积的97.8%、0.4%和1.8%,退化区域主要分布在矿区和城市聚集区;NDVI变异系数主要集中在0.3～0.5之间,整体波动比较剧烈,变异程度呈现“东南高、西北较低”的空间格局;全区NDVI平均Hurst指数0.69,持续显著增加面积占比93.7%,... 相似文献
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近年来,洱海流域社会经济发展迅速,城镇化进程加快,土地利用发生了较大变化。研究长时间序列洱海上游的土地利用演变过程,分析其与城镇化进程的耦合关系,具有重要意义。以洱海上游1975,1985,1995,2005和2015年遥感影像为基础数据,提取了各时期土地利用斑块信息,计算了土地利用转移矩阵,借助土地利用动态度模型、信息熵模型和分形模型,定量描述和分析了洱海上游土地利用的演变过程。结果表明:1)近40年间,洱海上游以林地、农田和灌草丛为优势地类,建设用地面积呈持续增加趋势,整体上土地利用综合程度处于中等水平;2)转移变化方面,主要以灌草丛的转出和建设用地的转入为典型特征,单一类型的动态度变化较小,其中建设用地的动态度变化较为明显,其面积处于增加趋势;3)洱海上游1975—2015年间的土地利用斑块信息熵、均衡度及稳定性亦发生了相应变化。分析研究城镇化背景下洱海上游土地利用演变特征,对于提升土地集约化程度,合理规划管理土地资源,科学制定经济发展政策,促进土地的科学与可持续利用,加快城镇可持续发展具有重要的指导意义。 相似文献
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【目的】监测南水北调中线水源区2000—2015年森林空间分布格局,研究森林动态变化过程及其机制,为水源区森林生态系统保护和水质安全提供理论依据。【方法】基于2000、2010和2015年3期30 m分辨率国产环境灾害卫星HJ-1 A/B CCD以及Landsat TM影像数据,采用面向对象决策树分类方法,监测南水北调中线水源区的土地覆被,并运用像元二分模型和归一化植被指数估算植被覆盖度。【结果】3期土地覆被数据精度(K)分别为89. 4%、86. 9%和84. 4%,2000年用户精度为98%,2010年用户精度为96%,2015年用户精度为94%。土地覆被监测结果表明,受退耕还林和封山育林等生态工程项目实施影响,2000—2015年,南水北调中线水源区森林面积持续增加,增幅达9. 5%,增加面积主要来自草地、耕地和建设用地;然而,随着水源区大规模移民和区域经济不断发展,也使得约4 547 km^2的森林转化为耕地、草地和建设用地。分市统计分析表明,十堰市和安康市森林面积增量最大,均超过1 300 km^2,生态修复工程效果显著。2000—2015年,水源区植被覆盖度也呈增加趋势,其中森林植被覆盖度增幅达25. 4%,且植被覆盖度在0. 6以上的森林面积比例3期均超过70%。【结论】近15年来,南水北调中线水源区森林面积和森林植被覆盖度增加显著,森林密度得到提升,高密度的森林植被能够在地表形成植被保护层,降低水源区发生水力侵蚀和沟渠侵蚀的风险,从而提高水源区水土保持能力。 相似文献
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《林业科学》2017,(2)
【目的】针对森林资源遥感监测效果往往受森林类型识别分类方法的影响,提出一种基于元胞自动机的遥感影像森林类型分类方法,以提高Landsat-TM遥感影像的分类精度,为森林资源遥感监测提供技术支持。【方法】以小兴安岭带岭林业经营管理局为研究区,基于2010年Landsat5-TM影像数据和2012年森林资源二类调查数据,采用窗口法获取TM第5波段各待分类别的像元均值作为聚类中心,以元胞自动机的Moore模型为框架,以元胞为基本单位,以像元均值为对象,利用最小距离法求取进化规则(判断准则是中心元胞周围的8个元胞距每类聚类中心的距离最近且像元数量最多,则中心元胞属于该类别),充分考虑影像及地物之间的空间特征,采用元胞自动机分类方法进行森林类型的识别分类。同时,以相同的样本数,采用3层BP神经网络模型对TM遥感影像进行分类试验,并比较2种方法的分类效果。【结果】基于元胞自动机的分类方法总体分类精度为88.712 1%,Kappa系数为0.829 1,针叶林、阔叶林和针阔混交林的用户精度分别为73.60%,92.94%和94.13%,达到了区分针叶林、阔叶林和针阔混交林的分类目的。BP神经网络算法的总体分类精度为86.671 3%,Kappa系数为0.798 4,针叶林、阔叶林和针阔混交林的用户精度分别为69.22%,93.37%和90.76%。2种分类方法均可有效识别森林类型信息。【结论】元胞自动机模型应用于遥感影像森林类型识别分类可弥补因TM影像空间分辨率较低造成的遥感影像分类精度过低的问题,提高分类精度。在森林分布破碎、种类类型多样且结构复杂的带岭林区,该研究结果有助于森林资源监测与管理,可为大区域尺度的森林动态信息监测提供更好的数据及技术支持。 相似文献
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为探讨广西土地利用动态度的时空演变格局,运用核密度估计、标准差椭圆对广西2000-2020年土地利用动态度进行了分析。结果表明：(1)广西土地利用动态度逐年上升,2015-2020年各县区土地利用动态度均提升至4%以上;(2)各区域内部土地利用动态度在不同时期存在分化现象,但区域差异均逐渐收敛,土地利用动态度越发均衡;(3)土地利用动态度分布重心由来宾市兴宾区开始转移,最后逐渐靠近广西几何中心;(4)自然条件的限制造成了广西土地利用动态度“南高北低”的地理格局;人口聚集城镇化加速、产业升级调整使得土地利用动态度总体呈现持续上升趋势;“十三五”期间脱贫攻坚战略的实施使得广西整体土地利用动态度趋向均衡。 相似文献
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以黄龙山林区为研究对象,以其1986年、1997年、2006年森林资源二类调查资料为数据源,运用GIS空间分析模型、土地利用动态度模型对该林区三期林地面积变化及水平空间格局特征进行了分析,并运用马尔可夫(Markov)模型对2015年林地类型分布状况进行了预测。研究表明:研究区林地类型结构以阔叶林和针叶林为主;1986-1997年间,针叶林、阔叶林、农田等面积增加,荒地剧烈减少,反映出该区域天然更新、人工抚育和植树造林以及垦荒造田的发展过程;1997-2006年间,退耕还工程的实施,使农田和荒地减少,阔叶林和灌木林地,特别是针叶林的大幅增加,主要变化趋势为其他土地利用类型转向有林地和灌木林地,土地利用类型向着更加理想的方向转移。Markov模型模拟结果表明,今后9年内阔叶林面积将会由增加转为减少,针叶林面积和针阔混交林面积有所增加,这一结果将在2015年林地变化调查中进行验证。 相似文献
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为了了解近年来石家庄土地利用变化趋势,基于Landsat TM/OLI影像数据,运用ENVI空间分析与土地利用动态度模型对石家庄1987-2015年的土地利用时空变化特征进行了分析。结果表明,高密度建筑用地面积从1987年的24.51km~2扩张到2015年的168.44km~2,低密度建筑用地面积从92.22km~2减少到86.93km~2,绿地面积从250.78km~2下降到111.29km~2;各土地类型变化差异显著,石家庄单一土地利用动态度在-4%~14%之间,各时间段综合土地利用动态度分别为0.16%、0.32%和0.38%;人口增加、经济增长和人民生活水平提高是导致石家庄土地利用变化的主要原因。 相似文献
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【目的】研究基于遥感影像的森林扰动信息定量提取及其对树高估算的影响,为遥感反演森林参数(树高、生物量)提供参考和借鉴。【方法】选取黑龙江省凉水国家级自然保护区为研究区,以1984—2006年33期Landsat TM/ETM+多光谱遥感影像为数据源,对其进行缨帽变换提取缨帽角(TCA)和缨帽距离(TCD)2个扰动监测指数,采用时间轨迹分析方法(LandTrendr)对TCA与TCD指数进行时间序列重构,分别提取扰动发生的前一年(DBYEA)、扰动发生前的光谱值(DBVAL)、扰动持续时间(DDUR)、扰动量级(DMAG)、扰动后开始修复的时间(RBYEAR)、扰动后开始修复的光谱值(RBVAL)、修复量级(RMAG)和修复持续时间(RDUR)8个时间序列扰动参数。基于单时相Landsat影像光谱信息与单时相Landsat影像光谱信息+森林扰动参数2组变量分别采用随机森林(RF)算法估算树高。【结果】采用单时相Landsat影像光谱信息结合基于TCA和TCD提取的16个时间序列扰动参数建立的树高反演模型预估精度比采用单时相Landsat影像光谱信息建立的树高反演模型预估精度提高6.34%,均方根误差(RMSE)降低0.50 m。树高反演模型中基于TCA提取的时间序列扰动参数变量重要性高于基于TCD提取的时间序列扰动参数变量重要性。【结论】基于LandTrendr提取的森林时间序列扰动参数能够增强反射率与树高之间的相关性,提高遥感树高模型的反演精度,基于TCA提取的森林时间序列扰动参数对树高的解释能力高于基于TCD提取的森林时间序列扰动参数。 相似文献
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利用莲都区2004年界定的3.5万hm2重点公益林于2001年和2011年的规划调查和监测复查数据进行对比分析,结果表明,针叶林面积以每年2.5%速度向其它森林类型转变,面积比重由77%调整到58%;单位面积蓄积量年均净增率针叶林6.1%阔叶林3.5%针阔混交林2.4%;郁闭度≥0.5的林分面积由67.3%提高到92.6%,成过熟林的面积由9.1%提高到30.9%,提高幅度针叶林针阔混交林阔叶林。基于分析出的动态变化特征,为公益林下步按森林类型分类建设与管理提供科学依据。 相似文献
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【目的】探讨湘西地区不同植被下土壤环境的状况,揭示土壤富集重金属元素的规律。【方法】以湖南湘西地区针叶林、针阔混交林、阔叶林和灌木林4种森林土壤不同层次(0~15 cm和15~30 cm)的Cd、Cu、Ni、Pb、Zn为研究对象,采用单因素分析法和主成分分析法分析重金属分布及相关性。【结果】不同植被下土壤中5种重金属含量的变异系数为0.18%~0.69%,由大到小的排列顺序为Cu>Zn>Ni>Pb>Cd。主成分分析表明Cu和Cd在PC1中有较大的荷载值,在PC2中有中等的荷载值。各因素相关性分析结果显示,灌木林土壤容重与Zn之间存在显著的负相关性,针叶林土壤容重与Cu之间存在显著的正相关性;灌木林土壤有机质与Cd之间有显著的正相关性,针叶林土壤pH值与Ni和Zn之间有显著的正相关性;针阔混交林土壤pH值与Pb、Cu和Ni之间存在显著的正相关性,灌木林土壤重金属含量之间的相关性较显著。【结论】湘西地区不同植被类型土壤重金属含量的垂直分布规律存在差异,表现为针阔混交林的上层土壤中重金属含量均低于下层土壤,常绿阔叶林的上层土壤中重金属含量均高于下层土壤,而针叶林和灌木林土壤中重金属含量无差异性变化;湘西地区土壤容重、有机质、坡度、pH值、土层厚度对Cd含量的影响较大,海拔对Pb、Ni和Cu的影响较大,坡度对Ni的影响较大;湘西地区灌木林中重金属来源相同的可能性相较于其他3种植被类型更大。 相似文献
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研究根据广东和广西(两广)地区森林类型分布图、主要森林类型的年土壤呼吸数据库以及中国日值格点气温、降水数据,建立线性模型预测两广地区主要森林类型的年土壤呼吸速率和年土壤呼吸通量。结果表明,两广地区主要森林类型年土壤呼吸速率为常绿阔叶林864.18 gC/m~2/yr>其他森林811.03 gC/m~2/yr>针叶林791.43 gC/m~2/yr>灌木林780.18 gC/m~2/yr>落叶阔叶林758.80 gC/m~2/yr>竹林731.49 gC/m~2/yr>针阔混交林684.91 gC/m~2/yr。两广地区森林年土壤呼吸通量为204.41 TgC/yr,其中常绿阔叶林最大,为77.41 TgC/yr,针叶林次之,为56.81 TgC/yr,具体为常绿阔叶林>针叶林>灌木林>落叶阔叶林>针阔混交林>竹林>其他森林,顺序与各种森林类型面积大小一致。各森林类型的土壤呼吸通量主要与森林面积有关,森林面积越大土壤呼吸通量越大。 相似文献
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【目的】林分密度是影响森林生态系统结构和功能的主要因素,是森林资源调查的一项重要指标,对林木生长发育有着十分重要的影响。基于无人机影像,以实现提取不同郁闭度的林分密度,旨在为天然林保护工程实施后山区森林资源更新恢复评价提供技术支撑。【方法】以新疆农业大学实习林场伐后更新的天然林为研究对象,以天山云杉Picea schrenkiana var.tianshanica纯林为主,基于无人机影像,利用面向对象多尺度分割方法提取了低、中、高3种不同郁闭度林分的天山云杉冠幅信息,进而估算林分密度,提出了采用平均冠幅法估测高郁闭度林分冠层遮挡区域林木株数的方法。【结果】采用面向对象方法对新疆农业大学实习林场伐后更新的天山云杉树冠边缘信息提取精度较高,提取的林分密度与实测结果相近。其中低、中郁闭度林分中林分密度提取精度分别为0.9868和0.9333,高郁闭度林分中林分密度提取精度相对较低,为0.7657。【结论】总体来看,该方法用于研究区天山云杉林伐后更新地林分密度估测是可行的,采用树冠平均冠幅法能够快速准确地提取伐后更新造林地的林分密度。 相似文献
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基于滇西北区域林地变更成果、高分辨率卫星影像等数据,采用影像判读确定滇西北区域的重要生态系统类型,采用随机抽样方法对初步成果进行实地验证。结果表明：滇西北重要生态系统总面积为4 494 278.26 hm2,占滇西北土地总面积的76.96%,其中暖温性针叶林生态系统占比最大为23.10%,在滇西北各县均有分布;香格里拉市分布的重要生态系统面积最大,寒温性针叶林、温凉性针叶林和高寒山地硬叶常绿阔叶林生态系统主要分布于香格里拉市;纳入保护地的重要生态系统面积占滇西北重要生态系统面积的77.32%。 相似文献
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【目的】探究Landsat8 OLI数据和KNN算法在森林蓄积量估测中的潜力。【方法】以湖南省湘潭县为研究区,采用Landsat8 OLI数据和同时期的二类调查数据,通过距离相关系数筛选特征,分别采用线性回归模型(MLR)、K-近邻模型(KNN)、距离加权KNN模型(DW-KNN)和优化欧式KNN模型(FW-KNN)对森林蓄积量进行估测。使用十折交叉方法进行精度检验,对检验结果进行对比分析。【结果】3种KNN模型的估测结果均高于传统的线性模型,并且在3种KNN模型中,FW-KNN算法效果最好,决定系数达到0.69,为3种模型中最高;3种KNN模型中,本研究优化欧氏距离KNN模型的估测精度最高,其均方根误差为30.3%,相比于传统KNN模型的均方根误差降低了5.1%,相比于DW-KNN模型降低了3.3%。【结论】采用DW-KNN蓄积量估测结果明显优于其他两种模型,说明通过特征与蓄积量的相关性优化样本间的距离是一种可行的KNN优化方法。 相似文献