【摘 要】
:
木麻黄(Casuarina equisetifolia)作为沿海主要防护林在控制风沙危害、改善当地生态环境质量方面发挥重要作用。综合利用无人机与卫星遥感数据实现木麻黄林分质量的高效、准确监测,掌握木麻黄林分动态变化并分析动态变化的影响因素可以为制定科学合理的木麻黄经营策略提供数据支持。研究以福建省平潭综合实验区的木麻黄为研究对象,结合地面调查数据分别实现基于无人机和Landsat星基遥感的木麻黄林
【基金项目】
:
福建省科技重大专项《特色树种人工林林分质量精准提升技术研发与应用(2018NZ0001)》项目;
论文部分内容阅读
木麻黄(Casuarina equisetifolia)作为沿海主要防护林在控制风沙危害、改善当地生态环境质量方面发挥重要作用。综合利用无人机与卫星遥感数据实现木麻黄林分质量的高效、准确监测,掌握木麻黄林分动态变化并分析动态变化的影响因素可以为制定科学合理的木麻黄经营策略提供数据支持。研究以福建省平潭综合实验区的木麻黄为研究对象,结合地面调查数据分别实现基于无人机和Landsat星基遥感的木麻黄林分参数估测;利用木麻黄林分质量估测模型实现木麻黄林分质量的估测,反演研究区1991-2021年每年木麻黄的林分质量;分析平潭木麻黄林分质量的动态变化及影响因素,为木麻黄科学经营管理提供基础数据和技术支撑。主要研究结论如下:(1)基于木麻黄林分质量内涵,通过灰色统计分析法筛选确定树高、冠面积、叶面积指数(Leaf area index,LAI)、林分密度和郁闭度5项指标作为木麻黄林分质量的评价指标,并采用层次分析法确定各指标权重,构建木麻黄林分质量估测模型:木麻黄林分质量=0.0817×树高+0.1485×冠面积+0.2698×LAI+0.1667×林分密度+0.3333×郁闭度。(2)基于无人机遥感实现小区域的木麻黄林分参数遥感估测,分析影响无人机监测木麻黄林分参数精度的因子,确定最适的基于无人机影像的木麻黄林分参数提取方法。研究基于RTK定位获取的794株木麻黄的精确位置以及实测树高为验证数据,确定无人机监测木麻黄林分参数的最佳飞行高度。获取该高度下研究区49块标准地无人机影像数据,实现所有标准地5个林分参数的提取。(3)基于Landsat遥感数据实现全区域覆盖的木麻黄林分参数提取。分别以地面实测和无人机估测的林分参数为真值,覆盖同区域的Landsat栅格光谱数据为自变量,采用简单线性模型、K-近邻回归模型、支持向量机回归模型和随机森林模型4种模型,构建基于Landsat卫星数据的木麻黄林分参数估测模型。对比匹配Landsat像元和实测标准地两种抽样式采集的无人机估测林分参数数据对木麻黄林分质量遥感模型精度的影响。结果表明,以无人机估测的木麻黄林分参数为真值,结合匹配Landsat像元的抽样扩大建模数据集的方法,可以有效提高Landsat影像估测木麻黄林分参数的精度,其中基于随机森林模型的协同无人机与Landsat星基数据的木麻黄林分参数估测方法是最适的估测方法。(4)以获取的木麻黄林分参数为数据源结合木麻黄林分质量估测模型实现木麻黄林分质量获取,并以地面数据验证林分质量的估测精度。无人机对飞行区域内的木麻黄林分质量估测精度EA为89.61%。基于Landsat卫星全覆盖的木麻黄林分质量估测的不同方法中,协同无人机与Landsat星基数据结合匹配Landsat像元抽样扩大建模数据集的方法获取的随机森林估测模型对木麻黄林分质量的估测精度最高,其EA分别为81.87%和82.42%;其次时以实测标准地数据为真值的Landsat林分质量估测模型,其EA分别为76.99%和77.25%;协同无人机与Landsat星基数据结合匹配实测标准地面抽样方法对木麻黄林分质量的估测精度最低,其EA分别为73.41%和72.02%。研究确定协同无人机与Landsat星基数据结合匹配Landsat像元抽样扩大建模数据集的方法实现对木麻黄林分质量的全覆盖反演,并获取研究区1991-2021年每年的木麻黄林分质量。(5)对1991-2021年木麻黄林分质量的动态变化进行分析,并基于Land Trendr变化检测算法分析动态变化的时空分布。结果表明,研究区木麻黄林地面积从1991年的20.16 km~2增加到2021年的36.61km~2,增加幅度达81.59%。31年中研究区木麻黄林分质量年均值由1991年的0.262增加到2021年的0.422,整体上表现为先提升后降低再增加的趋势。木麻黄林分质量能维持3年及以上连续增加的面积为23.70 km~2,连续增加的平均时长为8.07年。林分质量持续2年或2年以上降低的面积为1.63 km~2,平均持续时间为5.16年。(6)分析造成木麻黄林分质量动态变化的影响因素。在木麻黄的造林初期,林龄是影响木麻黄林分质量的关键因素,造林8年后木麻黄林分质量趋于稳定。土壤类型为滨海盐土的林分质量明显高于土壤类型为滨海风沙土和赤红壤性土的木麻黄林分质量。采用Landsat数据大范围监测+无人机定点验证的办法可以实现木麻黄林分质量大幅降低区域提取及降低因素分析,为森林经营方案制定提供基础数据。
其他文献
贵金属纳米颗粒(Au、Ag等)具有独特的局域表面等离激元共振效应(LSPR),当它们被排列为二维周期性贵金属纳米结构阵列时,在光场的激发下,会产生近场或远场耦合作用,使得贵金属纳米结构阵列在光学传感、信息存储、纳米激光等领域有重要的应用前景。传统的刻蚀法制备贵金属纳米结构阵列,通常涉及到昂贵的仪器和复杂的过程,不利于规模化应用。胶体球模板法,因其低成本,操作简单和周期可控性等特点,有望实现大面积的
本文给出了 Maccari系统两个新的推广版本:非局域Maccari系统和N-分量Maccari系统.综合运用双线性方法,长波极限法和KP系列约化方法构造了非局域Maccari系统和N-分量Maccari系统的各类非线性波解,并得到了一些新的非线性波激发模式.第一章,简要介绍了 Maccari系统的由来和研究此系统的动机,以及构造非线性发展方程精确解方法的历史背景,并阐述了本文的主要工作.第二章,
人们对各种木材工业中的甲醛粘结产品仍然存在这样的担忧,即可能存在有害的挥发性有机化合物的持续释放问题。除此之外,石化产品的使用是不可持续的。甲醛等致癌物质可导致人们出现肺癌和鼻癌。这种担忧鼓励人们通过各种有机和无机材料的杂交来开发环保和可持续的产品,如磷酸铝粘合剂。最新的研究结果表明,有机-无机木材粘合剂具有取代甲醛粘合剂所必需的优异的粘合性能。与甲醛粘合剂相比,磷酸铝粘合剂由于其成本低、可持续性
导热高分子材料由于具有良好的加工性能和较低的制造成本而被广泛应用于微电子、移动智能设备、航空航天、电力电气、能源换热等各个领域。然而高分子材料自身的导热性能较差,通常需要添加高导热的填料才能满足实际应用需求。因此,本文以环氧树脂(EP)为基体、六方氮化硼(h-BN)为主要导热填料,围绕h-BN的非共价和共价改性,聚乙二醇(PEG)对EP性能的影响,以及棉纤维、海泡石纤维为骨架构建三维导热网络等几个
近年来,由人为污染气溶胶引起的重度大气污染反复笼罩京津冀地区,而来自中国西部和西北部的自然沙尘也经常影响京津冀地区的空气质量。传统的大气污染监测技术主要依靠地面采样,难以实现对复合型大气污染物的垂直演化研究。为了及时掌握各类大气污染物在京津冀地区的传输、积累、消散状况,量化自然源和人为源对京津冀地区大气污染的贡献,需要对大气气溶胶类型、垂直结构、光学特性精准监测。激光雷达技术作为大气光学遥感技术的
改革开放以来,中国社会生产力的发展和科学技术的进步加速了城镇化的进程,而在城镇化过程中,作为新型建筑材料的彩钢板,已被广泛应用于野外作业施工用房、建设工地临时性办公室和宿舍、城市市政临时性商业或其它用房等。彩钢板建筑广泛分布于城中村、城乡结合部、工业园区等城市的各个角落。彩钢板建筑成为城镇化特定发展阶段不可或缺的空间载体,其时空聚集分布及演变特征显著。当前,彩钢板建筑的研究主要以各种统计数据为基础
在计算机图形学与数字几何处理中,几何映射将一个几何区域变换到另一个几何区域。几何区域通常使用网格模型表达,因此其上的几何映射是由定义在每个网格单元上的线性或高阶映射组成的分片映射。计算几何映射是一项基本且至关重要的任务,广泛应用于参数化、形状变形、网格优化与模拟仿真等。由于现实世界中不存在体积为零甚至为负的材料,所以几何映射需要满足局部无翻转约束。计算无翻转几何映射通常被描述为一个非凸、非线性、带
难熔高熵合金以其出色的高温力学性能、抗腐蚀性能和抗辐照性能,在航空航天、核电、燃气轮机等领域展现出极大的应用潜力,然而,到目前为止,难熔高熵合金在力学行为、强韧化机制、抗氧化行为方面仍然缺乏针对性、系统性的研究。本论文针对核电新燃料系统中包壳使役环境,通过探索成分设计方法,制备了系列新型难熔高熵合金,研究了其高温条件下的力学性质、氧化机理,为难熔高熵合金的应用提供了实验基础和理论依据,具有一定的应
植物依靠干细胞来维持整个生命周期内不断发育和形成新器官。干细胞具有自我更新和自我维持的基本特性,能够经过细胞分裂维持自身细胞群的大小,也能够逐步分化成为各类功能型细胞最终组成复杂的组织器官。在根尖分生组织有一个特异的区域维持干细胞特性,称为干细胞微环境(Stem Cell Niche,SCN),由静止中心(Quiescent Center,QC)及其周围的干细胞组成。在拟南芥根生长发育过程中,根尖
植物与微生物的互作是复杂多变的,例如病原微生物激活植物启动抗病防御策略,共生微生物刺激植物激活养分循环供给。植物与微生物进化出的这种既相互防御又相互合作的关系,使植物能更好的应对复杂的环境变化。生长素几乎参与了植物生长发育的所有过程,包括应对与有害/有益微生物互作的过程。当植物抵抗病原微生物入侵时,生长素控制植物的生长并响应水杨酸介导的植物免疫信号,协调生长和抗病的平衡。当植物与土壤微生物互作共生