检索结果-南通市图书馆

基于Mask R-CNN和迁移学习的无人机遥感影像杉木单木树冠提取

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

北京林业大学学报 2024年第3期46卷 153-166页

作者：谢运鸿孙钊丁志丹罗蜜李芸孙玉军北京林业大学森林资源和环境管理国家林业和草原局重点实验室北京100083

【目的】利用无人机遥感影像对树冠进行自动化提取,获取高精度树冠信息。【方法】该研究提出一种基于Mask RCNN和迁移学习的无人机影像单木树冠提取方法。首先,选用在Faster R-CNN基础上改进优化的Mask R-CNN实例分割模型,特征提取网络... 详细信息

【目的】利用无人机遥感影像对树冠进行自动化提取,获取高精度树冠信息。【方法】该研究提出一种基于Mask RCNN和迁移学习的无人机影像单木树冠提取方法。首先,选用在Faster R-CNN基础上改进优化的Mask R-CNN实例分割模型,特征提取网络在ResNet50残差网络和ResNet101残差网络二者间选取最优。其次,引入迁移学习与Mask RCNN一起训练,联合迁移学习的导向作用降低训练时间,提高训练精度。【结果】Mask R-CNN模型的总体精度为93.59%,用户精度为65.46%,F1分数为76.05%,平均精度均值为0.31;载入迁移学习后的Mask R-CNN模型在同等训练条件下比原模型的用户精度提升29.53%,F1分数提升19.63%,平均精度均值提升0.21;分别以ResNet50和ResNet101为特征提取网络的Mask R-CNN模型中,ResNet50+Mask R-CNN模型的总体精度、用户精度、F1分数、平均精度均值各为96.94%、95.57%、96.17%、0.54,ResNet101+Mask R-CNN模型的总体精度、用户精度、F1分数、平均精度均值各为96.20%、94.41%、95.19%、0.49;其中载入迁移学习的ResNet50+Mask R-CNN模型在预测东西冠幅、南北冠幅、树冠面积与样方郁闭度的预测决定系数分别为0.87、0.84、0.93和0.83。【结论】本研究提出的基于Mask R-CNN和迁移学习的方法得到了较为精准的树冠参数结果,为无人机遥感影像评估树木资源提供了一种快速高效的解决方案。

关键词：无人机遥感影像深度学习 Mask R-CNN 迁移学习树冠提取

基于PSPNet深度学习网络景观要素语义分割的春季森林景观质量评价

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

西北林学院学报 2024年第3期39卷 231-238页

作者：刘帅健邓华锋北京林业大学林学院北京100083 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

基于BIB-LCJ审美评判测量法对25个春季森林景观样本进行美景度评定,结合PSPNet深度学习网络对春季森林景观图像进行语义分割,建立美景度与景观要素的多元线性回归模型。结果表明:1)PSPNet对于天空与植被的识别精度分别为87.9%与86.7%,... 详细信息

基于BIB-LCJ审美评判测量法对25个春季森林景观样本进行美景度评定,结合PSPNet深度学习网络对春季森林景观图像进行语义分割,建立美景度与景观要素的多元线性回归模型。结果表明:1)PSPNet对于天空与植被的识别精度分别为87.9%与86.7%,属于可用范围。2)与美景度相关的7个春季森林景观要素中,“植物层次”“花朵色彩丰富度”和“色彩统一程度”可提升春季景观美景度,而“枯枝可见率”“灌草层比例”“土壤裸露程度”和“视觉干扰物比例”对美景度则有负面影响。研究结果为春季森林景观的营建和质量提升提供了指导。此外,基于计算机视觉的深度学习PSPNet模型提供的语义分割技术,有效解决了景观图像组成量化这一客观的景观要素分解方法的应用技术瓶颈。

关键词：语义分割美景度景观要素分解森林景观质量评价深度学习

基于景观生态风险评估的景观生态网络的构建:以资源型城市临汾为例

同方期刊数据库博看期刊评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

煤炭学报 2024年第6期49卷 2811-2825页

作者：赵际剀于强徐呈龙马骏北京林业大学林学院北京100089

资源型城市景观结构的变化受到多种因素的综合影响,这导致了其景观生态质量的降低的可能性以及生态环境的脆弱性增加,景观生态质量对生态功能的流动与传递具有直接影响,因此在构建景观生态网络时应予以关注。基于2005—2020年中国山西... 详细信息

资源型城市景观结构的变化受到多种因素的综合影响,这导致了其景观生态质量的降低的可能性以及生态环境的脆弱性增加,景观生态质量对生态功能的流动与传递具有直接影响,因此在构建景观生态网络时应予以关注。基于2005—2020年中国山西省临汾市的土地利用数据进行分析,建立了一种景观生态风险评估模型,并分析了2005—2020年景观生态风险的时空特征。在充分考虑了生态系统抵抗力受到景观生态质量影响的前提下,以2020年景观生态风险评估为基础,通过MSPA法提取生态源地,运用最小累积抵抗力模型(MCR)构建廊道,并搭建了景观生态网络,并通过复杂网络方法探讨了景观生态网络的拓扑性质。研究区域内高风险地区和极高风险地区的面积呈现先上升后下降的趋势,整体风险水平有所下降。城市建设用地与采矿用地周边地区的风险相对较高,而森林和草地地区的风险则相对较低。研究区风险变化主要受采矿、城市扩张、政府政策、土地利用类型改变以及村落迁移等因素的影响。通过增边策略对景观生态网络进行优化,对比优化前后生态网络鲁棒性,发现增边策略增强了能量传输的畅通性和节点间的互联性,该生态风险评估模型结合潜在生态网络的构建有助于为资源型城市景观结构优化和生态安全体系建设提供理论支持。

关键词：矿区生态修复景观生态风险空间自相关生态网络复杂网络优化鲁棒性

基于Sentinel-1和Sentinel-2数据融合的森林林龄反演和动态监测

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

中南林业科技大学学报 2024年 19-29页

作者：陈馨孙玉军丁志丹北京林业大学森林资源和环境管理国家林业和草原局重点开放实验室

【目的】在Google Earth Engine（GEE）云平台上借助其强大的计算和数据存储能力，融合多源遥感数据对森林林龄进行遥感反演和动态监测。【方法】融合2017—2023年间Sentinel-1、Sentinel-2及高程数据，通过随机森林（Random forest,RF... 详细信息

【目的】在Google Earth Engine（GEE）云平台上借助其强大的计算和数据存储能力，融合多源遥感数据对森林林龄进行遥感反演和动态监测。【方法】融合2017—2023年间Sentinel-1、Sentinel-2及高程数据，通过随机森林（Random forest,RF）分类获取土地覆盖信息，并进一步提取森林的分布和面积，同时构建时间序列植被指数来准确提取森林变化区域。基于森林资源清查数据和融合的多源遥感数据，在GEE上构建RF回归、分类回归树（Cart）以及梯度提升回归树（Gradient tree boost,GTB）3种回归模型，用于杉木组、马尾松组、毛竹林、硬阔叶树组以及其他类树种组的2018年林龄遥感反演，并估算出2017年和2023年的林龄信息，以揭示林龄和龄组在2017—2023年的动态变化情况。【结果】1)2017—2023年，研究区森林面积的整体变化总计113.93 km2，此间森林的减少和更新并存，其空间分布特征呈现出明显的区域差异。具体而言，森林面积变化多发生于靠近城区和低海拔地区，且靠近城区的森林面积减少往往不再恢复至森林；2)在5种不同树种组构建的3种模型中，RF回归模型的林龄反演结果最佳，平均R2为0.845，平均RMSE为5.32 a，其中毛竹林反演精度最高，R2为0.863,RMSE为2.411 a;3)2017—2023年，研究区林龄在40 a以下的森林由54.59%减少至51.06%，其中龄组变化最显著为杉木组成熟林，面积增加了38.88%。【结论】在GEE上融合多源遥感数据进行林龄反演和动态监测具有重要的应用潜力，本研究结果可为使用云平台及哨兵系列卫星数据对森林资源长时间序列的林龄反演和动态监测的应用提供参考和借鉴。

关键词：数据融合遥感反演林龄动态监测 Sentinel-1 Sentinel-2 Google Earth Engine

黑龙江省冻融侵蚀强度分级评价及空间分布特征

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

农业工程学报 2024年第5期40卷 168-176页

作者：王景萍张学霞古丽米热·甫拉提王紫薇北京林业大学水土保持学院北京100083 北京林业大学水土保持国家林业和草原局重点实验室北京100083

黑龙江省肩负维护国家生态安全、保障国家粮食安全的重任,近年来因冻融侵蚀影响,自然环境和黑土资源受到严重威胁。为了定量揭示黑龙江省冻融侵蚀强度的空间异质性及其影响因素,该研究选取10个冻融侵蚀强度评价指标,并确定其权重。通过... 详细信息

黑龙江省肩负维护国家生态安全、保障国家粮食安全的重任,近年来因冻融侵蚀影响,自然环境和黑土资源受到严重威胁。为了定量揭示黑龙江省冻融侵蚀强度的空间异质性及其影响因素,该研究选取10个冻融侵蚀强度评价指标,并确定其权重。通过构建多元回归模型得到冻融侵蚀下限,将权重和赋值结果代入综合评价指数模型,利用自然断点法对冻融侵蚀强度进行分级。研究结果表明:1)黑龙江省冻融侵蚀总面积为1.917×10~5 km^(2),占全省面积的40.53%,其中强烈和极强烈侵蚀分别占冻融侵蚀总面积的20.66%和10.54%。2)黑龙江省中度冻融侵蚀以上的区域呈现三区一带的特征。三区分别为大兴安岭地区、小兴安岭地区和张广才岭地区;一带为西北—东南走向的“三岭一平原”廊道。3)黑龙江省冻融侵蚀强度在空间上表现出明显的正相关和集聚性特征,强度相近的冻融侵蚀区在空间上积聚,高强度和低强度的冻融侵蚀区在空间上分异,产生了多个高强度和低强度的冻融侵蚀区。4)植被覆盖度的增加可以降低冻融侵蚀强度,在植被覆盖度小于20%的地方,冻融侵蚀尤为剧烈;冻融侵蚀主要发生在土壤含水量为0.2~0.3 m^(3)/m^(3)的区域,而极少发生在土壤水分含量小于0.2 m^(3)/m^(3)的区域。研究结果通过对比验证显示出较高的可靠性,可为该地区冻融侵蚀的防护和管理提供依据,并为类似区域提供借鉴方法和技术参考。

关键词：土壤冻融侵蚀层次分析法优序图法综合指数评价模型空间异质性

基于经验模型和机理模型的杉木人工林生物量估测对比研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

生态学报 2024年第8期44卷 3502-3514页

作者：李佳怡阮红玉邱思玉梁瑞婷朱兆廷文毅王成雨王轶夫孙玉军北京林业大学森林资源和环境管理国家林业和草原局重点实验室北京100083 吉水县石阳林场吉安331600

为了揭示间伐干扰下杉木人工林生物量的变化规律,研究利用江西省吉水县石阳林场的36块杉木人工林样地的实测数据和研究区气候数据,通过基于经验的引入地位指数(SI)的生物量生长方程组和基于机理的3⁃PG模型,模拟并预估林分生物量,分析在... 详细信息

为了揭示间伐干扰下杉木人工林生物量的变化规律,研究利用江西省吉水县石阳林场的36块杉木人工林样地的实测数据和研究区气候数据,通过基于经验的引入地位指数(SI)的生物量生长方程组和基于机理的3⁃PG模型,模拟并预估林分生物量,分析在间伐和非间伐的情况下,不同立地的林分其生物量0—50a的变化。结果表明:(1)构建了生物量生长方程组,并在参数a、b、c中引入地位指数SI,发现改进后的模型对于基础模型拟合精度更高,且对数似然比检验表明,改进效果显著(P性,各因子的决定系数(R^(2))在0.65—0.96之间,其中,胸径和树高的R^(2)均高于0.92;各因子的平均相对误差(MRE)不超过26%。(3)通过比较经验模型和机理模型的生物量预测发现,经验模型的预测误差MRE为16.50%,机理模型为23.52%,经验模型预估精度更高。进一步对未来预测对比分析表明,机理模型预估值高于经验模型。(4)两个模型模拟的杉木人工林生物量规律一致,即随着林龄的增加,杉木人工林林分总生物量均表现出先快速增加,后逐渐平稳的趋势;并且间伐不会改变这种趋势,但间伐林分在间伐后的生物量生长速率高于无间伐林分。此外,由于SI对经验模型影响显著,改进模型拟合效果更好,更具有生态学意义。参数化后的3⁃PG模型模预估精度较高,能够为江西杉木人工林生长规律研究提供依据。虽然经验模型和机理模型在对研究区杉木人工林生物量的预估上均具有较好的表现,但各具特点和局限性。经验模型参数较易获得,且经验模型预测生物量、林分胸高断面积和林分平均树高的R^(2)、MRE均优于机理模型;但模型对于建模数据内的评价效果较好,对于建模数据外的应用具有局限性,即经验模型更适合模拟生长期间的某一阶段的林分生物量。机理模型虽然需要的参数较多,但是考虑了生态学原理,弥补了经验模型的不足,可较好解释和模拟环境因子对树木生长的影响,对校正数据之外生长阶段的林分生物量预测更有优势。

关键词：生物量生长方程组 3⁃PG模型杉木人工林间伐林分生长

基于TWINSPAN分类的汪清县温带森林发育演替阶段分析

同方期刊数据库博看期刊评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

南京林业大学学报（自然科学版） 2024年第1期48卷 179-186页

作者：贾珂王新杰和敬渊路燕北京林业大学林学院北京100083 北京林业大学经济管理学院北京100083

【目的】森林各发育阶段的经营方式有所不同,温带森林虽占全球森林面积的近20%,但分布分散且多位于易受干扰的人口密集地区,面临物种多样性丧失等生态问题。如何准确划分温带森林的发育阶段,为各阶段森林经营提供方法和理论依据,实现温... 详细信息

【目的】森林各发育阶段的经营方式有所不同,温带森林虽占全球森林面积的近20%,但分布分散且多位于易受干扰的人口密集地区,面临物种多样性丧失等生态问题。如何准确划分温带森林的发育阶段,为各阶段森林经营提供方法和理论依据,实现温带森林的高效经营,是亟待解决的问题。【方法】本研究以2017年吉林省汪清县森林资源二类调查中5124个小班的树种组成为研究对象,采用双向指示种分析方法(TWINSPAN)进行数量分类,划分森林发育演替阶段揭示该地区温带森林的演替阶段与生长发育规律。【结果】通过选取林分年龄、平均胸径、平均树高、每公顷蓄积量、总蓄积量、每公顷株数等林分结构和生长变化指标,确定演替发育阶段,并将研究区温带森林分为:白桦(Betula platyphylla)阔叶混交林、柞树(Quercus mongolica)阔叶混交林、柞树针阔混交林、白桦云杉(Picea asperata)针阔混交林、云杉白桦针阔混交林、红松(Pinus koraiensis)云杉针阔混交林、阔叶红松云杉混交林等7类。其中,红松云杉针阔混交林面积占比最大,是该地区的主要森林类型。各森林类型演替特征明显,演替过程中以红松、云杉为代表的顶极树种和以椴树(Tilia tuan)、色木槭(Acer pictum subsp.mono)为代表的伴生树种由弱变强,数量占比逐渐扩大,以白桦、山杨(Populus davidiana)为代表的先锋树种逐渐变少,最终形成阔叶红松云杉混交林顶极群落。【结论】本研究基于大量调查数据,应用TWINSPAN分类方法,在汪清县温带森林中划分出7种演替阶段,总结各演替阶段特征,证实各演替阶段在时间梯度上符合生长发育的特点,为在不同演替阶段中开展高效营林措施提供理论支持,同时也为维持森林结构和功能的相对稳定及形成优质高产林分提供参考。

关键词：温带森林 TWINSPAN分类森林演替发育演替阶段汪清县吉林

长白山北坡植物群落β多样性及其组分的驱动因素

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

南京林业大学学报(自然科学版) 2024年

作者：丛明珠刘琪璟孙震董淳超钱尼澎北京林业大学林学院

【目的】探究长白山北坡植物群落β多样性及其组分的格局及环境驱动因素，为长白山生物多样性保护和生态系统管理提供理论依据。【方法】采用R语言betapart工具包对长白山北坡植物群落β多样性进行组分(周转和嵌套)分解，使用广义相异... 详细信息

【目的】探究长白山北坡植物群落β多样性及其组分的格局及环境驱动因素，为长白山生物多样性保护和生态系统管理提供理论依据。【方法】采用R语言betapart工具包对长白山北坡植物群落β多样性进行组分(周转和嵌套)分解，使用广义相异性模型 (GDM) 探讨β多样性及其组分与环境因子之间的关系。【结果】据β多样性及其组分计算结果，长白山北坡植物群落β多样性以周转组分为主，即物种更替导致群落间物种组成的差异。GDM模型输出结果表明，本研究用于建模的13个环境因子可解释长白山北坡植物群落β多样性及其周转组分的32.63%～66.52%；年均气温对乔木β多样性影响显著，此外，当年降水>710.00 mm、土壤容重>1.07 g/cm3时，年降水和土壤容重对其产生显著影响；乔木周转组分主要受年均气温、土壤容重和坡度的影响，超过阈值后随其值的增大，周转速率增加；随着温度季节性变化、坡度和年均气温的增加，灌木β多样性及其周转组分的增长速率分别呈减缓、不变和加快的趋势；而草本β多样性及其周转组分随主要影响因子的梯度变化表现为：随海拔的升高而增大，随等温性的升高而减小，随土壤有机碳含量的升高先增大后减小。【结论】整体上长白山北坡植物群落物种组成以周转模式变化，表明多样性保护工作应多物种、多区域展开。环境因子是长白山北坡植物群落β多样性格局的关键影响因素，其中乔木β多样性及其周转组分主要受年均气温的影响，灌木β多样性及其周转组分主要受温度季节性变化的影响，而草本β多样性及其周转组分的主要受海拔的限制。

关键词： β多样性周转嵌套广义相异性模型(GDM) 环境异质性

长白山白桦径向生长季节动态及其对环境因子的响应

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

植物生态学报 2024年

作者：钱尼澎高浩鑫宋超杰董淳超刘琪璟北京林业大学林学院

白桦(Betula platyphylla)作为温带次生林的典型先锋树种,在森林生长研究中具有重要意义。该研究利用微树芯法连续监测了两个生长季(2020–2021)白桦径向生长的季节动态,并分析了其与环境因子的响应关系。结果表明,白桦形成层于5月中下... 详细信息

白桦(Betula platyphylla)作为温带次生林的典型先锋树种,在森林生长研究中具有重要意义。该研究利用微树芯法连续监测了两个生长季(2020–2021)白桦径向生长的季节动态,并分析了其与环境因子的响应关系。结果表明,白桦形成层于5月中下旬开始活动, 6月和7月为快速生长期, 9月下旬木质化结束。2021年早春温度升高导致白桦径向生长提前开始,但两年径向生长停止的时间无显著差异。在快速生长期,白桦径向生长速率与平均气温、最低气温、相对空气湿度和土壤温度呈显著正相关关系,与饱和水汽压差呈显著负相关关系;而在慢速生长期,白桦径向生长速率仅与最低气温和土壤温度呈显著正相关关系;在较干燥年份,土壤含水量降低显著抑制了白桦径向生长,温度始终是影响白桦年内径向生长的主要气候因子。研究结果对白桦林的经营和可持续管理具有参考价值。

关键词：白桦微树芯温度形成层木质部