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联合微波与光学时间序列影像的马尾松林松材线虫病遥感识别

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北京林业大学学报 2024年第3期46卷 40-52页

作者：童彤林思美李林源罗涛黄华国北京林业大学林木资源高效生产全国重点实验室北京100083

【目的】大范围准确监测林区松材线虫病感染情况对森林疫情防治和经营管理具有重要作用。现有研究往往采用单时相或少量时相数据,松材线虫病遥感监测易受森林背景和非寄主树木影响,导致监测精度存在较大的不确定性。此外,单一数据源往... 详细信息

【目的】大范围准确监测林区松材线虫病感染情况对森林疫情防治和经营管理具有重要作用。现有研究往往采用单时相或少量时相数据,松材线虫病遥感监测易受森林背景和非寄主树木影响,导致监测精度存在较大的不确定性。此外,单一数据源往往对病害特征刻画不足,例如被动光学数据侧重描述森林冠层水平结构信息,但易受云雨影响造成数据缺失,而主动微波数据对森林垂直结构和水分含量敏感,但存在噪声高、色素敏感性低以及地形影响大等问题。因此,联合主动微波与被动光学时间序列遥感影像数据,有望在降低环境因素影响的同时追踪同一林分的时序变化特征,进而提升松材线虫病探测的准确性与鲁棒性。【方法】利用厘米级分辨率无人机影像标记样本,联合Sentinel-1 C波段微波和Sentinel-2光学时间序列数据,构建基于极端梯度提升算法的松材线虫病害监测模型。分别评估微波模型、光学模型和微波与光学联合模型在松材线虫病监测方面的性能,以及最优模型在不同环境因子下的表现。【结果】(1)联合了微波和光学的模型精度(总体精度为80.62%,Kappa系数为0.61)略高于单一光学模型的精度(总体精度为79.58%,Kappa系数为0.59),并明显高于单一微波模型的精度(总体精度为68.87%,Kappa系数为0.36),说明了微波与光学时间序列联合数据在松材线虫病害监测中具有优势;(2)模型通常在缓坡、阳坡、低海拔、高覆盖度条件下展现出更高精度。【结论】本研究充分利用多源遥感卫星数据,为松材线虫病大范围准确监测提供了新的技术支撑。

关键词：松材线虫病监测光学时间序列数据微波时间序列数据植被指数机器学习

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无人机测绘技术在城市建筑工程测量中的应用

中国科技期刊数据库工业A 2024年第4期 53-56页

作者：黄华国柳州市勘察测绘研究院有限公司广西柳州545006

城市化进程不断发展,推动着我国建筑工程领域不断创新发展。工程测量水平作为建筑工程建设必不可少的环节,关系到建筑工程建设的质量控制。无人机作为新时代高科技产品已经被广泛运用在各个领域。将无人机与工程测量技术进行有效融合,... 详细信息

城市化进程不断发展,推动着我国建筑工程领域不断创新发展。工程测量水平作为建筑工程建设必不可少的环节,关系到建筑工程建设的质量控制。无人机作为新时代高科技产品已经被广泛运用在各个领域。将无人机与工程测量技术进行有效融合,无人机测绘技术应运而生,使工程测量技术得到合理的完善与革新。基于此,文章对无人机测绘技术的优势进行了分析,由此对无人机测绘技术在城市建筑工程测量当中的应用进行了论述,以期对建筑工程测量任务的完成提供技术支持。

关键词：无人机测绘技术建筑工程测量高精度

基于孪生残差神经网络的GF-2影像林地变化检测——以浙江省建德林场为例

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遥感技术与应用 2024年第1期39卷 24-33页

作者：艾遒一黄华国郭颖刘炳杰陈树新田昕北京林业大学森林资源和环境管理国家林草局重点实验室北京100083 中国林业科学研究院资源信息研究所北京100091

森林是世界上生产力最高的可再生自然资源之一,但由于火灾、洪水、砍伐等多种自然或人为因素干扰,森林的生态环境受到严重威胁。准确掌握林地资源变化的情况,可以为森林资源的管理与保护提供有效信息。由于林地类别及树种差异较大,在林... 详细信息

森林是世界上生产力最高的可再生自然资源之一,但由于火灾、洪水、砍伐等多种自然或人为因素干扰,森林的生态环境受到严重威胁。准确掌握林地资源变化的情况,可以为森林资源的管理与保护提供有效信息。由于林地类别及树种差异较大,在林地变化检测任务中传统的机器学习变化检测方法难以捕捉深层次语义信息,存在提取特征适应性差、识别能力弱以及因季相导致的伪变化等问题。提出以孪生残差神经网络构建深度学习模型,进行林地变化的检测实验。分别采用残差神经网络ResNet50、添加不同轻量级注意力机制如卷积注意力机制模块CBAM和压缩和激励模块SE 3种不同特征提取方法作为主干特征提取模块。3种主干特征提取网络都基于预训练权重进行训练,通过将提取的多尺度的特征图进行融合,使得不同特征图中信息粗略细节和精细细节互补,从而改善变化检测效果,同时具有相同数量的参数,共享权值的优点。以浙江省建德林场为实验区,获取2015年和2020年两期高分二号卫星影像,构建一套分辨率为1 m的林地变化检测数据集。对孪生残差神经网络变化检测的结果和真实变化标签进行比较,其中主干特征提取网络SE-ResNet50综合结果最好,精确率为0.91,召回率为0.78,F1分数为0.83,要优于主流的变化检测模型FC-Siam-conc、FC-Siam-diff。证明孪生残差神经网络在高分辨率遥感影像林地变化检测任务中能够准确捕捉林地变化,为森林资源管理部门提供了新的林地变化检测方法。

关键词：林地变化检测深度学习注意力机制孪生神经网络残差神经网络

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高效液相色谱法测定清鸡汤中4种嘌呤碱含量

当代化工研究 2024年第13期 58-60页

作者：黄华国程晨金煜彬王晶晶浙江义谱检验检测技术服务有限公司浙江325000 宁波海关技术中心浙江325000

本文探讨了高效液相色谱法(HPLC)同时测定清鸡汤中4种嘌呤碱含量的方法。选择清鸡汤为样品,探讨不同色谱条件下嘌呤的分离效果,建立最佳HPLC检测方案。结果显示,当使用ShimsenC30柱色谱柱,以甲醇-0.02 mol/L KH_(2)PO_(4)-H_(3)PO_(4)... 详细信息

本文探讨了高效液相色谱法(HPLC)同时测定清鸡汤中4种嘌呤碱含量的方法。选择清鸡汤为样品,探讨不同色谱条件下嘌呤的分离效果,建立最佳HPLC检测方案。结果显示,当使用ShimsenC30柱色谱柱,以甲醇-0.02 mol/L KH_(2)PO_(4)-H_(3)PO_(4)缓冲溶液为流动相;流速1.0 mL/min,柱温35℃,检测波长254 nm,进样量10μL时,在0.54~90μg/mL的浓度范围内,相关系数为0.99999,鸟嘌呤、腺嘌呤、次黄嘌呤和黄嘌呤的定量限分别为0.03μL/mL、0.03μL/mL、0.03μL/mL和0.06μL/mL,四种嘌呤平均回收率在99.3%~104.3%。

关键词：液相色谱法清高汤嘌呤回收率

热红外遥感对马尾松林松材线虫病早期响应研究

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西北林学院学报 2023年第2期38卷 166-172页

作者：赵旭黄华国王景旭苏安妮北京林业大学林学院北京100083 河南省科学院地理研究所河南郑州450052 台州鉴洋湖城市湿地公园保护中心浙江台州318020

松材线虫病由于传播速度快、致死率高等特点也被称“松树的癌症”,早期监测非常重要。基于Landsat 8 TIRS热红外遥感数据评估绿色攻击阶段的植被温度的异常变化,并探究其监测潜力。应用2018年江西省吉安市万安县的Landsat 8 TIRS遥感数... 详细信息

松材线虫病由于传播速度快、致死率高等特点也被称“松树的癌症”,早期监测非常重要。基于Landsat 8 TIRS热红外遥感数据评估绿色攻击阶段的植被温度的异常变化,并探究其监测潜力。应用2018年江西省吉安市万安县的Landsat 8 TIRS遥感数据,通过单窗算法反演地表温度(LST)。以30个100 m×100 m样地的受害马尾松林的枯梢率为指标,分别开展5月(绿色阶段)、7月(绿色攻击阶段)及11月(红褐色-灰色阶段)3个不同月份的LST与枯梢率(SDR)的相关性分析。对比分析热红外和Sentinel-2光学数据在早期监测能力上的差异。结果表明,1)Landsat 8反演的地表温度LST分布合理,对虫害区域有响应;2)LST与枯梢率在5月(0.01

关键词：热红外遥感松材线虫病 Landsat 8 地表温度单窗算法

1995-2018年黄河流域土地利用变化及驱动力分析

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西北林学院学报 2022年第6期37卷 113-121页

作者：黄钰清李骁尧于强黄华国北京林业大学森林资源和环境管理国家林草局重点实验室北京100083 北京林业大学林学院北京100083

黄河流域土地利用变化会对其生态环境产生影响,分析土地利用变化情况及其驱动力,有利于制定黄河流域土地管理方案及生态环境治理修复措施。基于1995-2018年土地利用数据,使用土地利用动态度模型和土地利用转移矩阵的方法,分析黄河流域... 详细信息

黄河流域土地利用变化会对其生态环境产生影响,分析土地利用变化情况及其驱动力,有利于制定黄河流域土地管理方案及生态环境治理修复措施。基于1995-2018年土地利用数据,使用土地利用动态度模型和土地利用转移矩阵的方法,分析黄河流域土地利用的时空变化特征,利用地理探测器探究黄河流域变化的驱动力。结果表明,1)1995-2018年,草地是研究区的主体,其面积关系为中覆盖度草地>低覆盖度草地>高覆盖度草地。总体上,草地、旱地、灌木林地的面积均呈现上涨趋势,其他土地类型的变化较小。2)有林地的单一动态度最高,达22.1%,其他建筑用地的单一动态度最低,为-3.82%。黄河流域整体综合动态度为0.41%,其中,2015-2018年综合动态度最高,为10.02%。3)在选取的10个地类中,转移矩阵转入和转出面积最大的是中覆盖度草地。4)土地利用变化的驱动力主要由气象、经济和政策3大因素构成,对整个黄河流域而言,气温变化对土地利用变化的解释力最强;而上中下游的主要驱动力存在差异,政策因素对上下游解释力较强,气象因素和经济因素对中游解释力较强。1995-2018年,草地是研究区主要的土地类型,面积占比最大且变化最频繁,应多关注草地的利用。研究通过分析气象因素、经济因素和政策因素对黄河流域不同地区的影响,为黄河流域高质量发展规划提供理论基础。

关键词：黄河流域土地利用动态度转移矩阵地理探测器

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应用随机辐射传输模型反演云南松林分郁闭度

遥感学报 2020年第6期24卷 752-765页

作者：李骁尧黄华国北京林业大学林学院省部共建森林培育与保护教育部重点实验室北京100083

随机辐射传输模型可用于模拟水平分布不均一森林的辐射传输过程。本文以云南松林分为研究对象,提出一种应用随机辐射传输模型的郁闭度反演方法。该方法以随机辐射传输模型中参数与林分郁闭度的定量关系为基础,提出了针对云南松的冠型等... 详细信息

随机辐射传输模型可用于模拟水平分布不均一森林的辐射传输过程。本文以云南松林分为研究对象,提出一种应用随机辐射传输模型的郁闭度反演方法。该方法以随机辐射传输模型中参数与林分郁闭度的定量关系为基础,提出了针对云南松的冠型等效模型,构建了郁闭度和卫星反射率(GF-1和Landsat 8卫星影像)的查找表,并实施了反演。基于野外实测的30个样地进行了郁闭度数据验证,并和基于NDVI回归模型的反演方法进行对比。结果表明,反演结果能够较准确反映云南松林分郁闭状况(R^2=0.8345,RMSE=0.0688),通过冠型修正能够降低反演误差,冠型等效模型是合理的。反演方法机理清晰且适用范围广,研究成果可为大面积森林郁闭度反演提供模型和方法支持。

关键词：遥感随机辐射传输模型云南松郁闭度冠型修正高分一号 Landsat 8

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林业定量遥感研究进展和展望

北京林业大学学报 2019年第12期41卷 1-14页

作者：黄华国北京林业大学林学院北京100083

林业遥感经历了航片判读、卫片目视解译、蓄积量定量估测阶段后,已经进入参数定量反演阶段。在林业对遥感业务化监测和精度提升的强烈需求下,定量遥感逐步与林业遥感交叉融合,林业遥感定量化研究的人才队伍、理论模型、数据源和应用方... 详细信息

林业遥感经历了航片判读、卫片目视解译、蓄积量定量估测阶段后,已经进入参数定量反演阶段。在林业对遥感业务化监测和精度提升的强烈需求下,定量遥感逐步与林业遥感交叉融合,林业遥感定量化研究的人才队伍、理论模型、数据源和应用方法逐渐成熟。本文提出了林业定量遥感的概念和框架,指出了其中关键的科学问题:(1)如何使遥感解译、建模和反演适应复杂的森林状况;(2)如何提高参数反演的准确度;(3)如何丰富林业遥感数据源;(3)如何发展更为智能化的遥感数据自动化算法。在介绍适合林业的定量遥感模型和通用反演方法的基础上,阐述了高光谱、热红外、激光雷达和微波遥感数据源的林业应用方法。未来林业定量遥感将在全波段数据统一建模和信息融合机制、机理模型反演、大数据融合等方面进行突破。

关键词：林业遥感定量遥感信息融合机理模型全波段

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雄穗对玉米冠层热辐射方向性的影响分析

红外与毫米波学报 2011年第2期30卷 120-123页

作者：黄华国窦宝成胡妮北京林业大学省部共建森林培育与保护教育部重点实验室北京100083 国家知识产权局专利审查协作中心北京100190

通过三维计算机模型TRGM模拟分析了抽穗期雄穗对玉米冠层热辐射方向性的影响,并利用高架车平台和热像仪进行了地面遥感观测验证.结果表明,雄穗的存在对整体冠层的热辐射方向性特征影响较小,在建模和反演过程中可以忽略.

关键词：雄穗热辐射方向性遥感