基于空间模型的白河林业局天然红松分布   总被引：2，自引：1，他引：1  

王烁  李凤日  赵颖慧  甄贞 《北京林业大学学报》2015,37(10):73-85

根据长白山地区白河林业局的772块固定标准地调查数据,分别建立以最小二乘法为基础的全局模型(Logistic和Poisson)和以地理加权回归模型(GWR)为基础的局域模型(GWLR和GWPR)来预估该局天然红松的分布情况。结果表明:天然红松分布受坡度和小班内树木平均胸径的影响最为显著,主要分布在东部和西南部地区,在北部的部分地区也有分布,但数量相对较少。通过比较全局模型和局域模型的AIC值和模型残差的空间相关性指数发现:GWR模型的AIC值明显小于全局模型,并且能够产生更为理想的模型残差,即模型残差的空间相关性明显减小,因此,GWR模型可以有效解决样地间空间异质性问题,有利于提高红松分布的预测精度。本研究将为大区域森林经营中的天然红松分布及其株数估测提供理论依据。   相似文献   

基于地理权重回归的长白山区云冷杉二元材积式构建     

孔雷  杨华  亢新刚  高延  冯启祥  王卓辉 《东北林业大学学报》2011,39(7):38-41

以采用长白山北麓皆伐样地的59株样木为研究对象,利用地理权重回归模型(GWR)和最小二乘法(OLS)比较并构建二元材积公式。从数据的空间分析角度,研究了模型的胸径、树高与材积的关系。结果显示:GWR模型的拟合优度、预测能力都要高于OLS模型。GWR模型的变量参数可以反映出在样地内的空间分布规律及其稳定性,从而进一步揭示林木之间的竞争关系。GWR反映局部信息的能力为OLS所不及。优选模型的赤池信息量(AIC)最小。优选模型的稳定性、拟合优度、预测能力和残差的结果也均最优。  相似文献   

基于BME-GWR法的景观单元土壤有机碳密度空间预测   总被引：1，自引：0，他引：1  

刘欢瑶  孟岑  邹冬生  吴金水 《广东农业科学》2021,48(2):75-83

【目的】在预测土壤有机碳密度(SOCD)空间分布时,充分利用相关具有不确定性的或先验分布的多源数据,以提高其预测精度。【方法】在亚热带红壤丘陵区选取具有代表性的农业生态景观单元为研究区,以环境因子作为辅助变量,利用地理加权回归模型(GWR)、贝叶斯最大熵结合地理加权回归模型(BME-GWR)、按土地利用类型估算的贝叶斯最大熵结合地理加权回归模型(BME-GWRL)三种方法,计算并比较其对SOCD的空间预测结果的影响。【结果】BME-GWR和BME-GWRL模型方法对SOCD的空间异质性有更强的解释能力。BME-GWR和BME-GWRL模型的交叉验证结果的决定系数(R~2)分别为0.81、0.79,均方根误差(RMSE)分别为0.35、0.33,平均绝对拟合误差(MAE)分别为0.21、0.19,模拟精度高于GWR模型。结合辅助变量的软数据可以更好地体现SOCD的空间局部特征,尤其是BME-GWRL模型采用了各土地利用类型的空间范围内拟合的软数据,比不划分土地利用类型直接以整个研究范围模拟(BME-GWR模型)的结果更准确。【结论】BME-GWRL考虑了软数据的估算单元的不确定性,可为合理利用多源辅助数据、提高模拟精度提供有效方法。  相似文献   

黔中马尾松木荷混交林树高-胸径模型     

冉佳璇  戚玉娇 《浙江农林大学学报》2024,(2):343-352

【目的】建立马尾松Pinus massoniana-木荷Schima superba混交林树高-胸径模型,将树种作为哑变量引入模型,考虑模型残差空间自相关和异质性,为混交林树高-胸径模型构建和科学经营提供理论依据。【方法】基于贵州省开阳县马尾松-木荷混交林727组树高-胸径调查数据,构建普通最小二乘法模型(OLS)、广义可加模型(GAM)、线性混合模型(LMM)、地理加权回归模型(GWR)和地理加权回归克里格模型(GWRK)的树高-胸径全林木模型,在此基础上,将树种作为哑变量引入,选择全局莫兰指数(Moran’I)、局域Moran’I和组内方差分析5种模型残差空间自相关与空间异质性,并采用决定系数(R²)、均方误差(MSE)和赤池信息准则(AIC)对模型进行评价。【结果】(1)马尾松-木荷混交林全林木基础模型的拟合精度从低到高依次为OLS、GAM、LMM、GWR、GWRK。(2)将树种作为哑变量引入模型后,各模型拟合精度均高于全林木基础模型。(3)OLS和GAM模型残差的全局Moran’I在α=0.05水平下显著(Z>1.96),局域Moran’I分布图中存...  相似文献   

河北省农村居民点节约集约空间规律及影响因子研究   总被引：1，自引：0，他引：1  

赵娇娇  刘元芳  张长春 《河南农业大学学报》2013,47(2)

运用地理加权回归(GWR)模型方法,探讨了河北省农村居民点节约集约空间分布规律及地均固定资产投资、地均乡村户数、人均GDP、财政收入等影响因子,结果表明,河北省农村居民点节约集约的4个影响因子存在着较大的空间异质性,用GWR模型估计的4个因子的系数有正有负;每变动1个单位,各影响因子对农村居民点节约集约影响顺序由大到小为:地均固定资产投资、地均乡村户数、人均GDP、财政收入;河北省农村居民点节约集约利用水平纵向上自南向北逐渐减小,横向上自西向东递减.GWR模型可对河北省农村居民点节约集约空间变化性进行良好的估计,揭示出节约集约空间分布规律.  相似文献   

基于vis-NIR光谱的Bootstrap-PLSR模型进行SOM预测精度评价     

《江西农业大学学报》2019,(6)

土壤有机质(SOM)是土壤肥力重要指标之一。快速,无损且准确地预测SOM含量对于保护和提升土壤肥力有重要作用。可见-近红外(vis-NIR)光谱结合偏最小二乘回归(PLSR)模型在土壤属性估测中广泛使用,目的是探讨通过Bootstrap抽样提高PLSR的预测能力和泛化能力。以江西、浙江和湖南三省水稻土为研究对象,采集了523个耕层(0～20 cm)土壤样本,比较偏最小二乘回归(PLSR)和Bootstrap-PLSR两种回归模型在估测SOM的精度和泛化能力;利用确定系数(R~2),均方根误差(RMSE)和性能指标(RPIQ,标准差与四分位间距离的比值)来评估预测的准确度,利用Bootstrap抽样后预测值的95%置信区间和实测值的分布情况、欠拟合和过拟合PLSR和Bootstrap-PLSR回归因子的差异来分析Bootstrap-PLSR模型的泛化能力和稳定性。研究表明:使用Bootstrap-PLSR预测的SOM含量的预测精度(R~2=0.76,RMSE=5.82,RPIQ=2.51)高于PLSR模型(R~2=0.72,RMSE=6.27,RPIQ=2.33)。Bootstrap抽样能够提高SOM含量中间部分的预测精度并且具有较强的建模稳定性,Bootstrap-PLSR具有较强的泛化能力且可以用来选择特征波段。  相似文献   

地理权重回归在土壤pH空间预测中的应用     

王库 《湖南农业大学学报(自然科学版)》2013,39(1):73-79

为高效利用土壤和开展精准农业生产,采用地理权重回归方法对区域土壤pH的空间分布进行预测,以获得比普通线性回归方法更高的预测精度和论证其对其他土壤属性进行预测的可行性。实测样点土壤的pH,然后选用与土壤pH相关程度较高且易于获取的环境因子(海拔高程、坡度、归一化植被指数、铁氧化物指数、样点距河流的最近距离、土壤侵蚀强度)来建立与土壤pH的回归方程。因子经过逐步回归及多重共线性检验后,用地理权重回归模型对pH进行预测。通过ME、RMSE及回归决定系数等指标,用验证样点数据对预测效果进行评价。结果表明,地理权重回归模型的预测精度高于普通线性回归模型,能大幅度降低AIC值,显著提高模型的回归决定系数,有效地降低回归的残差值;生成的预测图在空间上过渡自然,制图效果较好;利用地理权重回归法能将环境影响因子纳入模型,并能充分考虑样点的空间位置,适合于具有高度空间变异的土壤属性预测及制图。  相似文献   

基于地理加权回归的天然次生林进界木空间分布模拟     

陈科屹  张会儒  张博  何友均 《北京林业大学学报》2021,43(2):1-9

  目的  研究天然次生林的进界木数量和空间分布格局,分析进界木株数与各个变量间的响应关系,探索应对处理空间非平稳数据的可行办法,构建最优的进界木株数模型形式,以期为天然次生林的生长动态研究提供更为精确的技术手段,从而为指导天然次生林的森林质量精准提升提供参考依据。  方法  以吉林省汪清林业局塔子沟林场的天然次生林为研究对象,基于106块1997年和2007年两期的局级固定样地,以林分因子、地形因子和土壤因子为影响因子,分别构建常规泊松回归模型（PR）、地理加权泊松回归模型（GWPR）、半参数地理加权泊松回归模型（SGWPR）对研究区的进界木株数和分布情况进行模拟估测;采用决定系数（R2）、均方误差（MSE）和赤池信息准则（AIC）对3种模型的拟合效果进行评价;利用全域和局域Moran’s I对比分析3种模型残差的空间自相关性和局域空间聚集情况;运用半参数地理加权泊松回归模型的拟合结果绘制研究区的进界木空间分布图,分析进界木在研究区的分布规律。  结果  （1）在3种模型中,林分因子和地形因子均对塔子沟天然次生林进界木株数产生较大影响,其中林分平均胸径是影响最大的变量,两者之间呈显著的负相关关系;（2）采用地理加权后的泊松回归模型在拟合效果方面要明显优于常规泊松回归模型,其中半参数地理加权泊松回归模型具有最佳的拟合效果;对于存在偏离期望值较远的强影响点的拟合,该模型表现出极好的效果;（3）采用地理加权后的泊松回归模型具有较好的稳定性,能够大幅度降低模型残差的空间自相关性。相比之下,半参数地理加权泊松回归模型能够最大限度地减少残差呈现相似聚集的空间分布情况;（4）10年后塔子沟林场83%以上的区域,其进界木株数在0 ~ 683株/hm2之间,北部区域的林分进界情况整体要好于南部区域,局部范围出现的极大值主要位于林场东北部的边缘山坡地带。  结论  采取地理加权后的泊松模型能更好地揭示进界木株数与各个变量之间的空间异质性;采用半参数地理加权回归泊松模型能够得到最优的进界木株数模型;在构建进界木株数模型时,并非所有的变量都需要考虑地理加权,应该视具体的研究内容和数据特征而定。   相似文献   

天然云冷杉针阔混交林单木胸径树高空间自回归模型研究     

娄明华  张会儒  雷相东  卢军 《北京林业大学学报》2016,38(8):1-9

林木间普遍存在着空间自相关,这直接关联着林木间的竞争与相互作用。单木胸径树高模型是森林生长、收获与预测的基础,忽略林木间的空间自相关将会导致胸径树高模型的普通最小二乘(OLS)回归违背残差独立分布假设,导致犯第一类错误的可能性变大,以及模型参数标准差的有偏估计和回归模型估计的有效性降低。因此,本文选择我国东北地区主要森林类型即天然云冷杉针阔混交林为研究对象,考虑林木间的空间自相关,选用合适的线性化单木胸径树高OLS模型为基准模型,利用3个同步自回归(SAR)模型即空间滞后模型(SLM)、空间误差模型(SEM)和空间Durbin模型(SDM),构建该混交林的单木胸径树高模型。与此同时,每个SAR模型分别采用5个不同的空间加权矩阵即Delaunay三角网(DT)矩阵、逆距离一次幂(ID1)、逆距离二次幂(ID2)、逆距离五次幂(ID5)和高斯变异函数(GV)矩阵,利用极大似然(maximum likelihood)估计3个SAR模型的参数。对OLS和3个SAR模型的回归参数进行t检验,对3个SAR模型的自回归参数进行似然比检验。选择Morans I(MI)指数比较分析4个模型的残差空间自相关,选择决定系数(R2)、均方根误差(RMSE)和Akaike信息准则(AIC)3个拟合指标比较分析这4个模型的拟合效果,选择均方误差(MS)检验模型预测效果。结果表明:未考虑空间自相关的OLS模型残差存在正空间自相关;3个SAR模型拟合效果均优于OLS,SDM和SEM的拟合效果最好,SLM最差;无论使用哪个空间加权矩阵,SLM均不能消除模型残差空间自相关,但可降低空间自相关,在一定程度上提高了模型的拟合效果;5个空间矩阵应用于SDM和SEM时,均可以消除模型残差空间自相关,但空间加权矩阵GV只适用于SEM;ID2是5个空间加权矩阵中最好的空间加权矩阵,将ID2应用于4个模型进行预测时,SDM和SEM的预测效果明显优于SLM,但3个SAR模型的预测效果均优于OLS。利用3个SAR模型提高了单木胸径树高模型拟合和预测的精度,为合理经营天然云冷杉针阔混交林提供了理论基础。   相似文献   

基于空间自回归和地理加权回归模型的不同尺度下土地利用程度研究     

宁秀红  郭龙  张海涛 《华中农业大学学报》2013,32(4):48-54

以谷城县2009年土地利用现状为研究对象,在分析不同尺度土地利用程度及其驱动因子空间自相关的基础上,分别从全局和局部的角度考虑,建立空间自回归模型和地理加权回归模型。结果表明:该区土地利用程度及其驱动因子都存在一定的空间自相关性,并且具有尺度效应;空间自回归模型可以对各因子进行全局的参数估计,而地理加权回归模型可以给出局部模型的拟合度及驱动因子的参数估计,同时不同尺度地理加权回归模型对地理信息反映详略有一定的影响。  相似文献