基于光学-ALS变量组合和非参数模型的天然次生林地上生物量估算

【目的】通过组合机载激光雷达(airborne laser scanning, ALS)数据和Sentinel-2A数据提取特征变量,探讨估算天然次生林地上生物量(aboveground biomass, AGB)最佳的变量组合方式和估算方法。【方法】以2015年ALS数据、2016年Sentinel-2A数据和黑龙江帽儿山林场森林资源连续清查固定样地数据为数据源,通过ALS数据提取高度特征变量(all the LiDAR variables, 记为A_L),Sentinel-2A数据提取若干植被指数变量(all the optical variables, 记为A_O),然后将光学-ALS结合变量(combined optical and LiDAR index, COLI,记为I_COL)结合成为新的变量 I_{\mathrm{CO}{\mathrm{L}}_1} 和 I_{\mathrm{CO}{\mathrm{L}}_2} ,以6组特征变量组合方式(A_O+A_L、 I_{\mathrm{CO}{\mathrm{L}}_1} 、 I_{\mathrm{CO}{\mathrm{L}}_2} 、 I_{\mathrm{CO}{\mathrm{L}}_1} +A_O+A_L、 I_{\mathrm{CO}{\mathrm{L}}_2} +A_O+A_L、 I_{\mathrm{CO}{\mathrm{L}}_1} + I_{\mathrm{CO}{\mathrm{L}}_2} +A_O+A_L)作为输入变量,分别使用多元线性逐步回归(stepwise multiple linear regression,SMLR)、K-最近邻法(K-nearest neighbor,K-NN)、支持向量回归(support vector regression,SVR)、随机森林(random forest, RF)和堆叠稀疏自编码器(stack sparse auto-encoder,SSAE)共5种方法构建了天然次生林AGB估算模型,探讨I_COLs变量以及不同模型对生物量估测精度的影响。【结果】结合变量I_COLs对于森林AGB的估算十分有效,加入I_COLs变量能够很大提高森林AGB模型的估算精度;与其他4种模型相比,无论使用哪些变量作为输入数据,SSAE模型的精度最高;当使用SSAE模型,以光学和ALS变量组合 ( I_{\mathrm{CO}{\mathrm{L}}_1} + I_{\mathrm{CO}{\mathrm{L}}_2} +A_O+A_L)作为输入特征变量时,模型的准确性最高:R²=0.83,均方根误差为11.06 t/hm²,相对均方根误差为8.23%。【结论】结合变量COLIs能够有效地提高天然次生林AGB的估算精度,而且深度学习模型(SSAE)在估算天然次生林AGB方面优于其他预测模型。总体而言,利用ALS和Sentinel-2A数据组合变量的SSAE模型可以较准确地估算森林AGB,为天然次生林地上生物量的估算和碳储量评估提供技术支持。     

基于ULS、 TLS和超声测高仪的天然次生林中不同林冠层树高估测

【目的】应用不同数据源分析不同林冠层中探测提取树高的异同,探索适用于中国北方天然次生林树高估测的方法。【方法】以东北林业大学帽儿山实验林场中林施业区0.25 hm²样地为研究区域,基于无人机激光雷达(unmanned aerial vehicle laser scanning, ULS)、地基激光雷达(terrestrial laser scanning,TLS)和Vertex IV超声测高仪实测单木树高,根据冠层高度分布(canopy height distribution, CHD)对林冠层进行分层,对不同林冠层(上层和下层)、不同树木类型(针叶树和阔叶树)探测提取的树高进行对比与分析。【结果】由CHD计算得到的冠层分层阈值为8.5 m。树高的离群值大多产生在林冠上层,阔叶树比针叶树更容易产生离群值,ULS比TLS更容易产生离群值。在林冠上层,ULS比TLS估测树高的相对均方根误差(rRMSE)低2.56%,ULS提取针叶树树高的rRMSE比阔叶树低2.68%;在林冠下层,ULS仅能探测到少量树木,ULS比TLS探测提取树高的 rRMSE高6.31%,TLS提取针叶树树高的rRMSE比阔叶树低1.16%。【结论】针叶树的树高估测精度普遍高于阔叶树;当TLS和ULS均能对单木进行完全扫描时,具有准确提取树高的潜力;树高离群值多由冠型不规则或相互交叉的阔叶树产生,而大部分针叶树,由于具有规则的冠型,所以产生的离群值较少;基于CHD对林冠层进行划分能够较好地反映不同数据源估测树高的适用范围,具有一定的推广意义。     

浅谈初中数学与现代信息技术的整合

初中数学与信息技术的整合,是从数学教学的需要出发,确定哪些环节,哪些教学内容适合使用现代信息技术,并选用合适的软件,创造相应的学习环境,推进现代信息技术在数学中的辅助教学,达到优化数学教学的作用.     

促进黑龙江省民营经济快速发展的建议

本文从黑龙江省民营经济外部生存环境改善入手，得出了优化民营企业的外部生存环境、健全社会化服务支持体系是黑龙江省民营经济健康、顺利发展的保障的结论。     

输油管布置的数学模型及求解

石油运输中管道铺设的科学性是有效地节约费用,提高企业经济效益及竞争力的有效手段.文章针对输油管布置的选址问题,根据所要求的各种不同的情形,建立了统一的数学模型,并用MATLAB软件进行了编程求解,最后对所建的模型进行了分析与推广.     

解决解析几何中参数范围问题的常用方法

解析几何中求参数范围或与参数有关的问题的思考途径与常用方法:1.应用判别式建立不等式关系;2.根据曲线的范围建立不等关系;3.挖掘曲线的隐含不等式;4.利用题设条件中的不等关系。     

论文科生学习高等数学的重要性——以信阳学院为例

正在高等院校中,几乎所有的理工类专业都开设数学课程,然而对于文科类专业的学生,学校往往将数学课程少开甚至不开设,但是数学作为一门自然科学,有其重要性,文科生学好数学更为重要[1].日本著名的数学家米山国藏说过:"作为知识的数学出校门不到2年就忘记了,唯有深深铭记在头脑中的数学的精神,数学的思想,研究的方法和着眼点等.这些随时随地地发挥着作用,使人终身受益."[2]从小学到高中,甚至到大学我们一直在学习数学,真正到了社会上,基本没有再用     

如何在语文课上引爆璀璨的教学之花

多年来,语文教学一直在"少"、"慢"、"差"、"费"的怪圈里徘徊,语文考试的分数是所有科目中最低的,语文教改喊得最响,语文教师遭受的指责也最多,受了不少冤屈,心中有倒不完的苦水.素质教育与应试教育能否和谐共振?语文教学的"瓶颈"在哪里?语文教学高效的秘诀在哪里?