李春干 作品数:48 被引量:260 H指数:9 供职机构: 广西大学林学院 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 云南省教育厅科学研究基金 广西林业科技项目 更多>> 相关领域: 农业科学 自动化与计算机技术 天文地球 生物学 更多>>
机载激光雷达亚热带森林乔木层垂直结构分类方法 2022年 森林垂直结构分类具有重要的生态学和林学意义。以广西为研究区,通过10阶多项式对样地的离散机载激光点云的高度—覆盖度频率分布进行拟合,得到反映冠层物质垂直分布的垂直冠层剖面(伪波),通过伪波提取有效峰、冠层表面高、层下高、林层高与冠层表面高比值等冠层结构参数,建立分类规则,将林分乔木层垂直结构分为6个类型,采用混淆矩阵评估分类精度,并选取一个面积为1369km^(2)的区域进行制图以检验分类规则的可推广性。结果表明:1)1147个样地的总体分类精度为93.9%,Kappa系数为0.913;2)单峰、双峰、3峰剖面的分类错误率为6.2%,7.4%和9.1%,杉木林、松树林、桉树林和阔叶林的分类错误率分别为9%,6.4%,2.4%和6.9%,说明林分垂直结构越复杂分类精度越低;3)各个林层的检测精度均高于96%,漏检率均小于4%,误检率均小于10%,表明各个林层都能够得到准确的检测;4)制图区域的分类规则的覆盖率达到99.8%。研究表明,乔木层垂直结构分类方法具有分类精度高、普适性强、可推广性好、空间信息丰富的特点,适用于大区域亚热带森林乔木层垂直结构分类制图。 周相贝 李春干 余铸 陈中超 苏凯关键词:混淆矩阵 基于RGB-NDVI图像的桉树人工林区森林覆盖变化年度监测 被引量:10 2017年 【目的】监测桉树(Eucalyptus)人工林区森林覆盖的年度变化。【方法】基于2014年和2015年资源3号卫星遥感图像,分别计算研究区不同时段的归一化植被指数及其差值,得到NDVI_(2014)、NDVI_(2015)和NDVI_d,按R-GB=NDVI_(2014)-NDVI_(2015)-NDVI_d作假彩色合成,得到RGB-NDVI图像,对该图像分别作基于规则的面向对象分类和非监督分类,提取采伐迹地和更新林地信息,并与NDVI差值法结果进行比较。【结果】RGB-NDVI图像面向对象分类的总体精度为98.4%,Kappa系数为0.906 1,略高于传统的NDVI差值法结果(分别为97.3%和0.817 4),RGB-NDVI图像非监督分类效果(总体精度和Kappa系数分别为96.1%和0.790 4)略低于NDVI差值法。【结论】RGB-NDVI图像可读性强,直观地反映了研究区森林覆盖变化的区域和类型信息,在快速变化林区的森林覆盖年度监测中具有良好的应用前景。 周梅 李春干 代华兵关键词:桉树人工林 不同地面控制点采集方法对SPOT5图像几何精校正精度的影响 被引量:4 2009年 近年来,SPOT5卫星遥感数据在林业上的应用越来越广泛,由于林区缺乏大比例尺地形图,图像几何精校正存在一些困难,因此有必要探讨一种科学可靠且适宜于大面积应用的方法。通过1∶10 000地形图和航空正射图像采集地面控制点(GCPs),结合林区1∶50 000DEM数据和SPOT5物理模型对图像进行2维平面校正和3维正射校正的方法试验,结果表明:航空图像采集GCPs进行平面和正射校正的精度都高于地形图采集GCPs的平面和正射校正精度;从地形图采集GCPs正射校正精度高于平面校正精度,从航空图像采集GCPs正射校正精度低于平面校正精度。由于精度高、获取方便且价格可以接受,航空图像采集GCPs进行SPOT5图像几何精校正是当前大面积应用中较适宜的方法。 蓝晓丹 李春干 杜海波关键词:地面控制点 几何精校正 正射校正 林权证管理信息系统总体设计 被引量:1 2011年 分析目前我国林权证管理信息系统的现状和存在的问题,通过系统需求分析,提出基于MS SQLServer2005,Microsoft Visual Studio C#,ArcEngine开发设计的林权证管理信息系统;在此基础上设计林权证管理信息系统的开发构架、开发环境、运行环境、功能模块,以期提高工作效率和发证质量,为集体林权制度改革服务。 蔡琼瑜 李春干 刘亚关键词:林权证 管理信息系统 基于机载LiDAR数据估测林分平均高 被引量:11 2020年 [目的]以2016年9月广西壮族自治区高峰林场实验区获取的机载LiDAR点云数据为基础,通过提取30 m×30 m空间林分尺度下的LiDAR点云特征变量实现对林分平均高的估测。[方法]首先将105块实测林分平均高度的样地数据按照3:1的比例随机划分为训练样本(79)和检验样本(26),采用随机森林回归(RFR)和支持向量回归(SVR)两种机器学习算法对79个训练样本与对应的林分LiDAR点云特征变量回归建模。建模方案包括随机森林模型、支持向量机模型及随机森林+支持向量机组合模型。其次利用26个检验样本数据评价模型预测精度。最后统计3个模型中训练样本和检验样本对应的精度评价指标,以一个预测精度高、泛化能力强的模型作为最终模型进行林分平均高制图。[结果]表明:随机森林模型的训练样本和检验样本的决定系数(R2)分别为0.8861和0.8375,均方根误差(RMSE)分别为1.22和1.56;支持向量机模型的训练样本和检验样本的决定系数(R2)分别为0.8864和0.8409,均方根误差(RMSE)分别为1.21和1.54;组合模型的训练样本和检验样本的决定系数(R2)分别为0.8598和0.8532,均方根误差(RMSE)分别为1.35和1.48;[结论]组合模型的泛化能力及预测精度最好,支持向量机次之,最后为随机森林。利用组合模型可有效完成研究区林分平均高制图。 赵勋 岳彩荣 李春干 张丽梅 谷雷关键词:支持向量回归 林分平均高 高峰林场 采用林分平均高和密度估计人工林蓄积量 被引量:6 2017年 采用2015年广西森林资源连续清查第9次复查中人工林样地调查数据,按树种组(杉木、松树、桉树)建立林分每公顷蓄积量与林分平均高、林分密度(郁闭度、每公顷林木株数)二元非线性模型(不变参数和可变参数),用确定系数(R^2)和平均预估误差(MPE)等6个指标对模型进行评价和检验。结果显示:全部12个模型的总相对误差(TRE)、平均系统误差(MSE)均小于15%,MPE均小于10%,表明采用林分平均高和密度估计林分单位面积蓄积量可取得较好的效果,但可变参数模型的参数的变动系数太大,不宜采用;3个树种组中,不论是不变参数模型还是可变参数模型,以平均高和每公顷林木株数构建的模型的R^2均大于由平均高和郁闭度构建的相应模型的R^2,而剩余标准差(SEE)、MPE则相反,说明每公顷林木株数对林分每公顷蓄积量变动的解释能力优于郁闭度。综合考虑6个统计指标和参数的稳定性,3个树种组的每公顷蓄积量的最优估计模型均为由每公顷林木株数、平均高构建的不变参数模型。 周梅 李春干 代华兵关键词:蓄积量 林分密度 松树 桉树 1960~2010年广西红树林空间结构演变分析 被引量:7 2015年 从消浪护岸角度,研究景观尺度红树林空间结构动态变化,提出了红树林丰度、红树林空间分布均匀度、红树林岸线比重和高效护岸红树林面积比例4个指标及其计算方法。以广西北部湾(不含七十二泾)为研究区,采用航空图像和高分辨率卫星遥感图像,提取1960/1976年、1990年、2001年、2007年和2010年的红树林空间分布和海岸线信息;通过GIS叠合分析,计算各个海湾的4个指标,对研究区各个时期的红树林空间结构进行动态分析,结果表明,12010年,茅尾海、丹兜海和珍珠港的红树林丰度最高,钦州湾外湾、防城港西湾和北仑河口的最低;1960/1976~2010年,大多数海湾的红树林丰度由高变低,但北仑河口和茅尾海的红树林丰度呈低、高、低的变化,廉州湾的红树林丰度呈高、低、高的变化,丹兜海的红树林丰度逐渐升高,英罗港的红树林丰度基本保持稳定。红树林丰度变化的主要原因是红树林面积逐期减少,另一个原因是由于围垦、盐田和养殖塘及海堤建设、城市发展、港口码头建设等导致海岸线长度发生了变化;22010年,金鼓江口和茅尾海的红树林空间分布最均匀,大风江口、英罗港和丹兜海的红树林次之,防城港西湾的红树林则高度集中;总体上,1960/1976~2010年,研究区大多数海湾的红树林空间分布表现为由高度集中或较集中向基本均匀发展的趋势,均匀度得到较大改善,人工造林、海堤和养殖塘及港口码头建设引起的红树林数量和空间分布变化及海岸线变迁,是红树林空间分布均匀度发生变化的主要原因;32010年,英罗港、金鼓江口和丹兜海的红树林岸线比例最高,防城港西湾和钦州湾外湾的最低;1960/1976~2010年,大多数海湾红树林岸线比例在小幅度上升,但一些海湾的红树林岸线比例表现为波动变化,金鼓江口则由高逐渐变低;红树林岸线比例变化原因较复杂,最主要的原因是原有� 李春干 夏阳丽 代华兵关键词:红树林 空间结构 景观 无人机密集匹配点云与机载激光雷达点云的差异分析 被引量:10 2020年 为分析无人机密集匹配点云和机载激光雷达点云的异同性,对密集林分(郁闭度0.85)、稀疏林分(郁闭度0.55)和未成林地的2种点云的空间分布进行目视对比分析,并通过2种点云生产的DEM(UAV_DEM和LiDAR_DEM)分别对密集匹配点云进行归一化处理,得到2套归一化密集匹配点云数据,将其与激光雷达点云进行统计特征参数配对样本t检验分析。结果表明:1)在密集林分中,密集匹配点云无法获取冠层内部和地面信息,采用LiDAR_DEM进行归一化后,密集匹配点云的中下部分位数高度及全部分位数密度与激光雷达点云相应统计特征参数均存在显著性差异(α=0.05),但中上层分位数高度的差异不显著;2)在稀疏林分和未成林地中,除下部分位数高度外,其余高度、密度统计特征参数均与激光雷达点云相应参数无显著性差异,但密集匹配点云对幼树三维结构的刻画能力优于机载激光雷达点云。在森林调查监测中,无人机密集匹配点云可直接用于稀疏林分和未成林地的森林参数估测,在既有高精度DEM支持下可对密集林分的一些林分参数(如冠层表面高度等)进行估测。 林鑫 庞勇 李春干关键词:点云 无人机 激光雷达 林分密度 森林资源调查 基于DOM航空影像单木树冠提取 被引量:8 2020年 准确提取单木树冠边界是获取森林数量参数的重要基础,是高分辨率遥感图像林业应用的技术难题。基于DOM航空影像数据源,采用面向对象的方法对研究区内的2个树种的林分进行了单木树冠边界提取研究。首先利用桉树和杉木的空间分布矢量数据对DOM航空影像进行掩膜处理,在掩膜区域内进行多层次多尺度图像分割得到初步树冠分割结果,并剔除非树冠信息;再以树冠信息种子对象为基础,使用区域增长算法对树冠信息种子对象增长得到单木树冠范围;最后使用形态学滤波的方法优化单木树冠边界,完成林区内桉树和杉木两类树种的单木树冠边界提取。结果表明,由于不同树种的树冠存在尺度和形态差异,进行单木树冠分割时需要设置不同的参数才能到达较好的分割效果。本研究中桉树和杉木的单木树冠提取总体精度分别为86.75%与89.21%,可满足林业部门获取森林单木树冠的精度需求。 赵勋 岳彩荣 李春干 谷雷 张国飞关键词:面向对象 形态学滤波 修筑海堤后光滩上红树林的形成与空间扩展——以广西珍珠港谭吉万尾西堤为例 被引量:6 2017年 围填海是红树林减损的主要驱动力之一,但在某些原无红树林分布的区域,修筑海堤后出现了红树林。以在开阔的海域中建设的防城港市珍珠港谭吉万尾海堤为研究区,利用7期中高分辨率遥感影像(基准年分别为1960年、1989年、2001年、2007年、2010年、2013年和2015年)数据和2016年实地调查资料,分析1969年海堤建成后无明显破坏性人为干扰状态下红树林斑块的形成过程和空间扩展动态。研究结果表明,海堤竣工12 a后,即1981年出现了白骨壤(Avicennia marina)林,至1989年,白骨壤林发展成长640 m、平均宽度为25 m的带状斑块(1号斑块);1989~2001年出现了3个新斑块,分别形成于1989年、1993年和1995年;2013~2015年又新增了2个斑块,分别形成于2011年和2013年;海堤上的红树林面积由1989年的1.62 hm2增加至2015年的19.71hm2;红树林面积在早期迅速增加,2007年后,其年平均增加速率逐期减小;在1989年、2001年、2007年、2010年、2013年和2015年的5个监测期内,1号斑块的内边界保持稳定,外边界平均每年向海扩展1.4~6.0 m,表现为早期扩展速度慢、后期快的趋势;红树林斑块空间范围变化以扩张为主,伴随着局部地段的萎缩和破碎化。红树林斑块形成和发展的机制可能是修筑海堤后珍珠港成为了一个漏斗状海湾,海水动力发生较大变化,上游河流携带的泥沙和生物碎屑逐渐沉积,以及西面径流量大的北仑河口的径流携沙在涨潮时经湾口直接运至珍珠港内,在研究区形成沉积,导致海底地形逐渐抬升,为附近漂来的红树林繁殖体定居、生长创造了良好条件,红树林形成后,又加速了泥沙沉积,使其不断向海扩展。 李春干 周梅关键词:红树林 海堤 斑块