小尺度森林郁闭度测定方法及应用
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第47卷 第1期2023年1月南京林业大学学报(自然科学版)JournalofNanjingForestryUniversity(NaturalSciencesEdition)Vol.47,No.1Jan.,2023 收稿日期Received:2021 08 26 修回日期Accepted:2021 10 28 基金项目:国家自然科学基金面上项目(31870621,31971580)。
第一作者:何萍(2416603957@qq.com)。
通信作者:于颖(yuying4458@163.com),副教授。
引文格式:何萍,于颖,范文义,等.基于4 Scale模型的人工林郁闭度遥感估测[J].南京林业大学学报(自然科学版),2023,47(1):23-30.HEP,YUY,FANWY,etal.Remotesensingestimationofplantationcanopyclosurebasedon4 Scalemodel[J].Jour nalofNanjingForestryUniversity(NaturalSciencesEdition),2023,47(1):23-30.DOI:10.12302/j.issn.1000-2006.202108045.基于4 Scale模型的人工林郁闭度遥感估测何 萍,于 颖,范文义,杨曦光(森林生态系统可持续经营教育部重点实验室,东北林业大学林学院,黑龙江 哈尔滨 150040)摘要:【目的】为了寻找受区域影响较小、精度较高且鲁棒性较好的郁闭度遥感估算模型,采用4 Scale几何光学模型估算人工林树冠孔隙率及郁闭度。
【方法】选择内蒙古旺业甸林场和广西高峰林场为实验区,首先对4 Scale模型进行参数敏感性分析,模拟林分在不同敏感性参数下的树冠孔隙率Pvg_c(树冠为刚体时的冠间孔隙率)和Pvg(考虑树冠内部孔隙的孔隙率),建立Pvg_c、Pvg与敏感性参数的一一对应关系数据库。
郁闭度计算方法郁闭度是指森林内部的密度和覆盖度,是评价森林生长状态和生态环境的重要指标之一。
郁闭度的计算方法有多种,下面将介绍几种常用的计算方法。
一、样地法。
样地法是通过在森林中设置样地,利用样地内的植被信息来计算郁闭度。
具体步骤如下:1. 设置样地,在研究区内选择代表性的样地,一般为正方形或圆形,大小视具体情况而定。
2. 观测记录,在样地内进行植被调查,记录每种植被的数量和覆盖度。
3. 计算郁闭度,根据样地内植被的数量和覆盖度,利用数学公式计算出样地的郁闭度。
二、密度计数法。
密度计数法是通过在森林中设置样线或样带,对样线或样带上的植被进行密度计数,然后根据计数结果来计算郁闭度。
1. 设置样线或样带,在研究区内设置直线或带状样地,长度和宽度根据具体情况而定。
2. 密度计数,沿着样线或样带进行植被的密度计数,可以根据每个固定长度内的植被数量来计算密度。
3. 计算郁闭度,根据密度计数的结果,利用数学公式计算出样线或样带的郁闭度。
三、遥感技术。
遥感技术是利用航空摄影和卫星遥感图像,通过图像解译和数字图像处理来获取森林植被的信息,进而计算郁闭度。
1. 获取遥感图像,利用航空摄影或卫星遥感获取森林的图像数据。
2. 图像解译,对获取的图像进行解译,识别出森林中不同植被类型的分布情况。
3. 计算郁闭度,根据解译出的植被信息,利用遥感技术和地理信息系统(GIS)来计算郁闭度。
总结。
以上介绍了几种常用的郁闭度计算方法,每种方法都有其适用的场合和特点。
在实际应用中,可以根据研究的具体目的和条件选择合适的方法来进行郁闭度的计算。
通过准确计算郁闭度,可以更好地了解森林的生长状态,为森林资源的合理利用和生态环境的保护提供科学依据。
郁闭度计算方法
郁闭度是指森林中树冠之间相互遮蔽的程度,是衡量森林密度的重要指标。
正确计算郁闭度对于森林资源的合理利用和保护至关重要。
下面将介绍几种常用的郁闭度计算方法。
一、视窗法。
视窗法是一种简单直观的郁闭度计算方法。
具体操作步骤如下:
1. 在森林中选择一个代表性样地,设置一个面积为1m²的正方形视窗。
2. 将视窗对准天空,记录下视窗内被树冠遮挡的部分面积。
3. 根据记录的被遮挡部分面积,计算出视窗法下的郁闭度。
二、摄影法。
摄影法是通过拍摄森林的照片,然后利用图像处理软件进行分析计算郁闭度的方法。
具体操作步骤如下:
1. 在森林中设置代表性样地,拍摄该样地的照片。
2. 将照片导入图像处理软件,进行图像分割和树冠面积计算。
3. 根据计算出的树冠面积,结合样地的实际面积,计算出摄影法下的郁闭度。
三、测距法。
测距法是利用测距仪和罗盘进行测量,通过三角测量原理计算郁闭度的方法。
具体操作步骤如下:
1. 在森林中选择一个代表性样地,确定一个基准点。
2. 利用测距仪和罗盘测量基准点到各个树木的距离和方位角。
3. 根据测量数据,利用三角测量原理计算出各个树木之间的距禩和遮挡关系,进而计算出测距法下的郁闭度。
以上介绍了三种常用的郁闭度计算方法,每种方法都有其适用的场景和具体操作步骤。
在实际应用中,可以根据森林的具体情况选择合适的计算方法,并结合实地调查和数据分析,得出准确的郁闭度数据,为森林资源的管理和保护提供科学依据。
郁闭度及其测定方法郁闭度及其测定方法2010-05-21 16:24郁闭度及其测定方法郁闭度是森林资源调查中的一个重要调查因子, 也是一个反映森林结构和森林环境的重要因子。
在森林经营管理中, 郁闭度作为小班区划、确定抚育采伐强度的重要指标, 并成为通过遥感图像进行森林蓄积量估测不可或缺的因子。
郁闭度也是判定森林的重要因子, 我国《森林资源规划设计调查主要技术规定》中规定有林地的技术标准为郁闭度0.2 以上( 包括0. 2),FAO 对森林的定义也要求郁闭度大于10%,森林的判定需要更为准确的郁闭度测定。
然而, 长期以来, 郁闭度的基本内涵与调查方法却没有受到足够的重视, 存在着概念模糊、测定方法粗放等问题, 不能满足林业生产与生态建设的需要。
郁闭度是描述森林生态系统的状态与环境指标的最重要的特征之一。
近年来, 与郁闭度及其测定方法研究与应用相关的森林经营管理与生态研究不断深入, 郁闭度也受到更多的关注与重视。
郁闭度在水土流失、水源涵养、林分质量评价、森林景观建设等方面得到广泛的应用, 并应用于林中光照研究、幼苗形态与解剖的影响、与溪流温度相关的森林经营管理、反映垂直和水平森林结构的林冠多样性指数、与野生动植物生境相关的森林经营管理如在斑点猫头鹰、鹟鸟栖息的森林管理等方面。
同时,随着研究和应用的深入, 对于郁闭度概念的认识、调查方法与仪器等的研究也在不断地完善和发展。
但是, 国内对郁闭度的基本内涵、测定方法与仪器等方面的研究报道甚少, 在一定程度上制约了林业生产与生态研究的发展。
郁闭度是反映林分结构和密度的重要指标。
由于应用领域与目的不同, 与郁闭度相近或相似的概念很多,但概念的内涵并不明确, 在某些情况下会造成混淆甚至错误。
在林学与生态中, 从用途与调查方式上来看,与郁闭度相关的概念主要有盖度(coverage) 、透光孔隙度(canopy openness) 、林冠密度(canopy density) 、林冠开阔度(canopy openness)等。
郁闭度及其测定方法郁闭度及其测定方法2010-05-2116:24郁闭度及其测定方法郁闭度是森林资源调查中的一个重要调查因子,也是一个反映森林结构和森林环境的重要因子。
在森林经营管理中,郁闭度作为小班区划、确定抚育采伐强度的重要指标,并成为通过遥感图像进行森林蓄积量估测不可或缺的因子。
郁闭度也是判定森林的重要因子,我国《森林资源规划设计调查主要技术规定》中规定有林地的技术标准为郁闭度0.2以上(包括0.2),FAO对森林的定义也要求郁闭度大于10%,森林的判定需要更为准确的郁闭度测定。
然而,长期以来,郁闭度的基本内涵与调查方法却没有受到足够的重视,存在着概念模糊、测定方法粗放等问题,不能满足林业生产与生态建设的需要。
郁闭度是描述森林生态系统的状态与环境指标的最重要的特征之一。
近年来,与郁闭度及其测定方法研究与应用相关的森林经营管理与生态研究不断深入,郁闭度也受到更多的关注与重视。
郁闭度在水土流失、水源涵养、林分质量评价、森林景观建设等方面得到广泛的应用,并应用于林中光照研究、幼苗形态与解剖的影响、与溪流温度相关的森林经营管理、反映垂直和水平森林结构的林冠多样性指数、与野生动植物生境相关的森林经营管理如在斑点猫头鹰、鹟鸟栖息的森林管理等方面。
同时,随着研究和应用的深入,对于郁闭度概念的认识、调查方法与仪器等的研究也在不断地完善和发展。
但是,国内对郁闭度的基本内涵、测定方法与仪器等方面的研究报道甚少,在一定程度上制约了林业生产与生态研究的发展。
郁闭度是反映林分结构和密度的重要指标。
由于应用领域与目的不同,与郁闭度相近或相似的概念很多,但概念的内涵并不明确,在某些情况下会造成混淆甚至错误。
在林学与生态中,从用途与调查方式上来看,与郁闭度相关的概念主要有盖度(coverage)、透光孔隙度(canopy openness)、林冠密度(canopy density)、林冠开阔度(canopyopenness)等。
小尺度森林郁闭度测定方法及应用
任德智;葛立雯;罗大庆
【期刊名称】《林业科技开发》
【年(卷),期】2014(028)001
【摘要】郁闭度作为反映树冠闭锁程度、树木利用生活空间程度、森林结构及森林生长状况、生长环境等的重要因子之一.郁闭度的快速、准确测定一直以来都是学者们探讨的热点,但是,目前的郁闭度测定方法大多在工作量、精度与成本间无法兼顾.因此,提出一种基于地理信息系统(GIS)缓冲区分析功能进行郁闭度定量求算方法(简称“缓冲区法”),通过与树冠投影法实测的郁闭度特征进行方差分析,结果表明,缓冲区法与树冠投影法实测的郁闭度和树冠垂直投影图形状之间均无显著差异.【总页数】4页(P94-97)
【作者】任德智;葛立雯;罗大庆
【作者单位】西藏农牧学院高原生态研究所,西藏林芝860000;西藏林芝森林生态系统定位研究站;毕节市农业科学研究所;西藏农牧学院高原生态研究所,西藏林芝860000;西藏林芝森林生态系统定位研究站
【正文语种】中文
【相关文献】
1.森林郁闭度及其测定方法 [J], 邹杰;诸葛祥东
2.森林郁闭度测定方法探讨与展望 [J], 王强;斯琴毕力格;肖海涛;乔磊
3.基于GIS的林地郁闭度测定方法研究 [J], 刘菊
4.森林资源管理和监测新技术例解(Ⅱ)——微细网点板航片郁闭度判读应用例 [J],
李裕国
5.郁闭度及其测定方法研究与应用 [J], 李永宁;张宾兰;秦淑英;李帅英;黄选瑞因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
浅谈郁闭度在森林经营中的科学应用作者:暂无来源:《农民致富之友(上半月)》 2014年第4期赵国华摘要:郁闭度在衡量林业各项生产建设中发挥重要作用,是确定开展森林经营措施的重要量化指标,也是衡量森林经营水平的主要技术参数,本文简单归纳介绍了郁闭度在森林经营中的科学应用。
关键词:郁闭度;划分地类;主伐更新;抚育间伐;林分改造;封山育林;幼林修枝;母树林经营;林业有害生物防治一、前言郁闭度指林木树冠相互靠接的程度,在一定程度上可以反映林分的疏密,以林木树冠投影面积与林地总面积之比,用10分法表示。
郁闭度的测定方法主要有:目测法、压线法、一步一抬头法、树冠投影法。
郁闭度的大小对林木的生长发育及林内下木、植物、地被物的种类、数量,林冠下天然更新情况、幼树生长、土壤表层微生物的活动都有直接影响,郁闭度指标是确定森林经营措施的重要指标,也是衡量森林经营水平的主要参数。
近几年,笔者通过调查,对郁闭度在森林经营中的应用做以简要阐述。
二、郁闭度指标在森林经营中的应用1、在森林资源统计上,根据郁闭度指标划分地类。
郁闭度0.1-0.19为疏林地,0.2(含0.2)以上为有林地。
2、在主伐更新上,根据郁闭度指标可以确定主伐更新方式和控制采伐量。
对于商品林二次渐伐第一次采伐后应保留郁闭度≥0.4;三次渐伐第一次采伐应保留郁闭度≥0.5;第二次采伐应保留郁闭度≥0.3;对于择伐,强度择伐伐后林分郁闭度应保留在≥0.5;弱度择伐伐后林分郁闭度应保留在≥0.6。
对于落叶松工艺渐伐,伐后郁闭度应≥0.5。
对于公益林主伐更新,同龄单层林上层林木伐前郁闭度≤0.6,则采用三次渐伐进行更新采伐;同龄单层林上层林木伐前郁闭度>0.6则采用四次渐伐进行更新采伐;择伐伐后郁闭度≥0.6。
3、在抚育间伐上,根据郁闭度指标可以确定间伐的起始期、间隔期和采伐强度。
对于商品林,对林分郁闭度在≥0.9人工幼龄林和郁闭度在≥0.8天然幼龄林进行透光伐;郁闭度≥0.8中龄林分进行生长抚育;对郁闭度≥0.7中龄林分也可根据下层目的树种天然更新情况及分布情况进行生长抚育;综合抚育伐前小班平均郁闭度≥0.6,对于透光抚育和生长抚育林分抚育后郁闭度≥0.6。
林分尺度人工林郁闭度测量方法的比较刘 恬 李若仪 王春辉 萨如拉 班寰宇(东北林业大学,黑龙江哈尔滨150040)[摘 要] 郁闭度是森林资源调查中的一个重要调查因子。
森林郁闭度的估算在森林经营和管理中应用广泛,但已有的用于郁闭度量化和估算的测量方法结果差别很大。
将三种常用的基于地面的郁闭度测量方法,即样线法、样点法以及鱼眼相机测量法估算得到的郁闭度,与基于2m高空间分辨率GF-1遥感图像采用监督分类和非监督分类获得的郁闭度估计值分别采用单因素方差分析和简单线性回归进行两两比较,并进行了方法之间的变异性分析。
结果表明:非监督分类与监督分类估算郁闭度与样线法和样点法计算的郁闭度存在显著差异(p<0 05);样线法、样点法与鱼眼相机法估算郁闭度存在显著差异(p<0 05);而样点法与样线法之间没有显著性差异(p>0 05)。
统计分析发现:样线法与样点法、样线法与鱼眼相机法、样点法与鱼眼相机法计算郁闭度相关性较高(R2=0 52,0 61,0 71)。
一元线性回归可以实现基于地面测量郁闭度方法之间的转换,样线法与样点法提供的郁闭度估计值变动性小,而鱼眼相机法和遥感图像分类估算的郁闭度估计值都会过高的估计样地的郁闭度,所以当精度是重要的考虑对象时,采用样线法和样点法估算郁闭度是最好的选择。
[关键词] 人工林;郁闭度;样点法;样线法;鱼眼相机;遥感图像ComparisonofCanopyDensityMeasurementMethodsforPlantationatStandScaleLiuTian LiRuoyi WangChunhui SaRula BanHuanyu(NortheastForestryUniversity,Harbin150040,Heilongjiang,China)Abstract:Canopydensityisanimportantfactorinforestresourcesinvestigation.Theestimationofforestcanopydensityiswidelyusedinforestmanagementandmanagement,buttheresultsoftheexistingmeasurementmethodsforthequantificationandestimationofforestcanopydensityarequitedifferent.Inthispaper,threecommonlyusedmethodsofcanopydensitymeasurementbasedontheground,i.e.splinemethod,samplepointmethodandfisheyecamerameasurementmethod,arecomparedwiththeestimatedvaluesofcanopydensityobtainedbysupervisedclassificationandunsupervisedclassificationbasedon2MhighspatialresolutionGF-1remotesensingimagebysinglefactoranalysisofvarianceandsimplelinearregressionrespectively,andthemethodsarecomparedAnalysisofvariability.Theresultsshowedthattherewasasignificantdifferencebetweenthecanopydensitycalculatedbyunsupervisedclassificationandsupervisedclassificationandthatcalculatedbysamplelinemethodandsamplepointmethod(P<0 05);therewasasignificantdifferencebetweensamplelinemethod,samplepointmethodandfisheyecameramethod(P<0 05);buttherewasnosignificantdifferencebetweensamplepointmethodandsamplelinemethod(P>0 05).Statisticalanalysisshowsthat:thecorrelationbetweenthemethodofsamplelineandsamplepoint,betweenthemethodofsamplelineandfisheyecamera,betweenthemethodofsamplepointandfisheyecameraishigh(R2=0 52,0 61,0 71).Univariatelinearregressioncanrealizetheconversionbetweenthemethodsofmeasuringcanopydensitybasedontheground.Theestimationvalueofcanopydensityprovidedbythesamplelinemethodandthesamplepointmethodhaslittlevariability,whiletheestimationvalueofcanopydensitybythefisheyecameramethodandtheremotesensingimageclassificationmethodwillbetoohigh.Whentheaccu racyisanimportantconsideration,theestimationofcanopydensitybythesamplelinemethodandthesamplepointmethodisthebestChoice.Keywords:Plantation;canopydensity;samplepointmethod;samplelinemethod;fisheyecamera;remotesens ingimage 郁闭度指林冠的垂直投影面积与林地面积之比,是森林资源调查中的一个重要调查因子,在水土·12· 流失、水源涵养、林分质量评价、森林景观建设等方面有广泛的应用。
郁闭度实验总结
郁闭度是森林资源调查的一个重要因子,同时也是立地划分、林分类型划分、小班区划和林分质量评价等方面的主要指标,在森林公益效能研究与评价中有着广泛的应用。
准确地调查郁闭度,对提高森林调查质量和精度,具有重要意义。
郁闭度测定器法测量精度最高,其测定相对误差为+3%,不同人员观测的变动系数在3%以下,测量效率是系统样点抬头观测法的4倍。
根据最小二乘估计(LS)及岭估计(R)原理,利用平均残差平方和准则,在分析LS估计存在缺陷的基础上,提出采用岭估计建立郁闭度估测方程,具有较高的预报精度。
通过对两种光谱特征空间降维方式的高光谱数据森林郁闭度估测进行了实验和比较,推荐采用PCA-W33法来估测森林郁闭度。
2020年4月第2期林业资源管理FORESTRESOURCESMANAGEMENTApril2020No 2林分郁闭度自动测量系统的研建与应用林丽丽1,2,郝振帮1,3,杨柳青1,2,高仰驰1,2,刘艳芬1,2,余坤勇1,3,刘 健1,2,3(1.3S技术与资源优化利用福建省高等学校重点实验室,福州350002;2.福建农林大学艺术学院园林学院,福州350002;3.福建农林大学林学院,福州350002)摘要:自动快速获取林分郁闭度参数是林业信息现代化建设的需求。
为快速低成本地计算郁闭度,设计了一种郁闭度自动测定系统。
系统利用树莓派及算法编程进行开发,具备野外数据采集和远程信息管理的功能。
采用同心圆环切割和二值化相结合的图像处理技术实现郁闭度值提取,避免复杂的鱼眼镜头畸变校正过程。
系统提供可视化界面,集成树莓派、鱼眼镜头、电池和无线路由器等,操作简便。
以三明市金丝湾森林公园的米槠林为研究案例,使用自动郁闭度测量系统获取林分郁闭度值与抬头望法测定的郁闭度值进行对比分析,得出系统测定的郁闭度值与抬头望法的R2为0 699。
系统有助于郁闭度的快速测定。
关键词:环切;二值化;郁闭度;鱼眼镜头;物联网中图分类号:S758 58;TP212 文献标识码:A 文章编号:1002-6622(2020)02-0167-06DOI:10.13466/j.cnki.lyzygl.2020.02.025收稿日期:2020-02-18;修回日期:2020-04-18基金项目:国家重点研发子课题(2017YFD0600901-3);福建省高校产学研合作项目(2015N5010)作者简介:林丽丽(1991-),女,福建莆田人,在读博士,主要研究方向:风景园林规划设计、林业3S技术应用。
Email:fjldd@outlook.com通讯作者:刘健(1963-),男,福建福州人,教授,博士,主要研究方向:林业3S技术应用。
Email:fjliujian@126.comTheDevelopmentandApplicationofAutomaticMeasurementSystemforForestCanopyClosureLINLili1,2,HAOZhenbang1,3,YANGLiuqing1,2,GAOYangchi1,2,LIUYanfen1,2,YUKunyong1,3,LIUJian1,2,3(1.UniversityKeyLabforGeomaticsTechnologyandOptimizeResourcesUtilizationinFujianProvince,Fuzhou350002;2.CollegeofArtsCol legeofLandscapeArchitecture,FujianAgricultureandForestryUniversity,Fuzhou350002;3.CollegeofForestry,FujianAgricultureandFor estryUniversity,Fuzhou350002)Abstract:Therequirementofforestryinformationmodernizationistoobtaintheforestcanopyclosureau tomaticallyandquickly.Inordertocalculatecanopyclosurequicklyandcheaply,anautomaticmeasure mentsystemwasdesigned.Thesystemwasdevelopedbyraspberrypieandalgorithmprogramming,whichhadthefunctionoffielddatacollectionandremoteinformationmanagement.Canopyclosurevaluewasex tractedusingring cuttingandbinarizationimageprocessingtechnology.Itavoidedthecomplexfisheyelensdistortioncorrectionprocess.Thesystemprovidesavisualinterface,integratedraspberrypie,fisheyelens,batteryandwirelessrouterandsoon,whichmakesiteasytooperate.ThisstudytookJinsiwanForestPark,Sanmingcityasthestudycase.Canopyclosurevaluesdeterminedusingtheautomaticmeasurement林业资源管理第2期 systemandlook upmethod,respectively.ItshowedthatR2was0.699betweentheautomaticmeasurementsystemandlook upmethod.Thesystemishelpfulfortherapidmeasurementofcanopyclosureandprovidesreferencefortheapplicationandpromotion.Keywords:ring cutting,binarization,canopyclosure,fisheyelens,internetofthings 林业物联网技术是物联网技术在林业领域的应用,能够提高林业生产环节的智能化程度[1-2],是传统林业到现代林业经营转型的重要技术支撑[3]。