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《北京林业大学》 2013年
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北京市森林生物量遥感反演模型研究

李丹丹  
【摘要】:本文是利用3S技术,以2009年5月TM遥感数据为数据源,以北京市作为研究区域,对北京地区的森林生物量进行遥感反演模型研建。利用遥感数据将植被分为阔叶林和针叶林两类,结合外业样地数据,提取出20个建模因子其中包括植被指数因子、波段组合因子以及地形因子等,通过森林生物量与各因子之间的关系,分别建立阔叶林和针叶林的森林生物量反演模型,所用方法包括主成分线性回归、多元线性回归、BP神经网络等,通过多个模型的建立与分析,对进一步分析森林生物量遥感获取更高精度的模型提供了确切依据。 建模之前选用主成分分析、相关性分析等方法,得到每个因子与生物量之间的关系,并根据其相关关系进行选择建模所需的因子。通过三种方法的建模研究,发现主成分线性回归方法建立的模型精度相对较低,神经网络模型精度最高,阔叶林三种方法的预测精度分别为80.57%、82.2%、89.5%,针叶林三种方法的预测精度分别为79.63%、83.9%、92.5%。通过三种模型的建立比较每个模型的优缺点,选择最适宜的模型进行估测。 估测结果为:北京地区阔叶林生物量为46403664.3吨,针叶林生物量为18229811.8吨,总的森林乔木生物量为64633476.1吨。将生物量分成五个等级,输出生物量等级分布图,相对来说Ⅱ、Ⅲ等级的生物量分布是最多的,北部山区是高生物量主要集中的地区。最后将整个北京市的生物量估测后,对北京市的16个区县的估测生物量进行统计。统计发现:怀柔区的森林生物量最多,其次为密云县、延庆县、门头沟区。
【关键词】:森林生物量 主成分线性回归 多元线性回归 BP神经网络 反演模型
【学位授予单位】:北京林业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:S771.8
【目录】:
  • 摘要4-5
  • ABSTRACT5-8
  • 1 引言8-18
  • 1.1 研究背景8-9
  • 1.2 研究的目的及意义9
  • 1.2.1 研究目的9
  • 1.2.2 研究意义9
  • 1.3 森林生物量的研究现状9-14
  • 1.3.1 传统森林生物量获取方法10-12
  • 1.3.2 遥感信息模型法12-14
  • 1.4 植被指数模型14-18
  • 1.4.1 归一化植被指数(NDVI)15-16
  • 1.4.2 比值植被指数(RVI)16
  • 1.4.3 差值植被指数(DVI)16
  • 1.4.4 调整土壤亮度的植被指数(SAVI、TSAVI、MSAVI)16-18
  • 2 研究区概况及研究方案18-22
  • 2.1 研究区概况18-20
  • 2.1.1 地理位置19
  • 2.1.2 气候条件与降水量19
  • 2.1.3 森林植被资源19-20
  • 2.2 研究方案20-22
  • 2.2.1 研究方法20-21
  • 2.2.2 技术路线21-22
  • 3 数据采集及预处理22-37
  • 3.1 己收集的数据资料22
  • 3.2 地面数据采集及处理22-27
  • 3.2.1 外业调查样地选择22-23
  • 3.2.2 样本数据的外业采集23-26
  • 3.2.3 实测数据内业整理及处理26-27
  • 3.3 遥感数据获取及处理27-34
  • 3.3.1 遥感数据简介27-28
  • 3.3.2 遥感影像获取28-29
  • 3.3.3 遥感影像预处理29-31
  • 3.3.4 建模因子提取方法31-34
  • 3.4 遥感影像的分类方法34-37
  • 3.4.1 遥感影像植被信息分类34-35
  • 3.4.2 分类精度评价35-37
  • 4 生物量反演模型建立及预估精度37-55
  • 4.1 建模因子的选择37-38
  • 4.2 阔叶林遥感反演生物量模型38-47
  • 4.2.1 主成分线性回归模型38-41
  • 4.2.2 多元线性回归模型41-43
  • 4.2.3 BP神经网络模型43-47
  • 4.3 针叶林遥感反演生物量模型47-55
  • 4.3.1 主成分线性回归模型47-49
  • 4.3.2 多元线性回归模型49-51
  • 4.3.3 BP神经网络模型51-55
  • 5 森林生物量估测55-63
  • 5.1 阔叶林生物量估测55-57
  • 5.2 针叶林生物量估测57-58
  • 5.3 北京市所有区县的生物量估测58-63
  • 6 结论与讨论63-65
  • 6.1 结论与分析63-64
  • 6.2 讨论64-65
  • 6.2.1 不足之处64
  • 6.2.2 研究展望64-65
  • 参考文献65-68
  • 个人简介68-69
  • 导师简介69-70
  • 获得成果目录70-71
  • 致谢71

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 董立新;吴炳方;唐世浩;;激光雷达GLAS与ETM联合反演森林地上生物量研究[J];北京大学学报(自然科学版);2011年04期
2 赵宪文,李崇贵,斯林,袁凯先,田永林;基于信息技术的森林资源调查新体系[J];北京林业大学学报;2002年Z1期
3 冯仲科;王小昆;;电子角规测定森林蓄积量及生长量的基础理论与实践[J];北京林业大学学报;2007年S2期
4 国庆喜,张锋;基于遥感信息估测森林的生物量[J];东北林业大学学报;2003年02期
5 王树功,黎夏,周永章;湿地植被生物量测算方法研究进展[J];地理与地理信息科学;2004年05期
6 徐新良;曹明奎;;森林生物量遥感估算与应用分析[J];地球信息科学;2006年04期
7 王庆;廖静娟;;基于Landsat TM和ENVISAT ASAR数据的鄱阳湖湿地植被生物量的反演[J];地球信息科学学报;2010年02期
8 朱绍攀;陈宇;;大气辐射校正方法分析[J];地理空间信息;2010年01期
9 程红芳;章文波;陈锋;;植被覆盖度遥感估算方法研究进展[J];国土资源遥感;2008年01期
10 娄雪婷;曾源;吴炳方;;森林地上生物量遥感估测研究进展[J];国土资源遥感;2011年01期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 邢艳秋;基于RS和GIS东北天然林区域森林生物量及碳贮量估测研究[D];东北林业大学;2005年
2 张彦林;基于3S技术的山东省森林蓄积量定量估测研究[D];北京林业大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 陈颖;北京地区森林植被三维绿量估测及分析[D];北京林业大学;2011年
2 刘天舒;BP神经网络的改进研究及应用[D];东北农业大学;2011年
3 黄浩;基于高分辨率卫星影像的城市植被信息提取与分析研究[D];河海大学;2005年
4 张慧芳;北京地区森林植被生物量遥感反演及时空动态格局分析[D];北京林业大学;2008年
5 吴展波;基于3S的湖北鹿门寺林场马尾松林生物量估测模型研究[D];华中师范大学;2008年
6 赵丽琼;北京山区森林碳储量遥感估测技术研究[D];北京林业大学;2010年
7 韩旭;永定河流域植被生物量遥感反演研究[D];北京林业大学;2012年
8 许炜敏;基于BP神经网络的杉木林蓄积量估测方法研究[D];福建师范大学;2012年
【共引文献】
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1 贾刘强;邱建;;建筑产品决策过程中问卷调查的多因子方差分析方法探讨[J];四川建筑科学研究;2007年06期
2 张士杰;王辛;;基于主成分分析的阜阳市城市竞争力评价[J];安徽广播电视大学学报;2011年04期
3 程乃福;;皖南地区区域地球化学特征及成矿潜力的地球化学预测[J];安徽地质;2011年03期
4 许剑辉;汪茂林;黄庆丰;宫守飞;;天然麻栎单木地上生物量模型研究[J];安徽林业科技;2011年04期
5 迟德霞;刘明国;苏芳莉;孔祥文;胡万良;;天然次生林抚育间伐效果分析[J];安徽农业科学;2006年09期
6 李东亮;沈笑天;许自成;;南阳烟区不同年份烤烟主要化学成分的变异分析[J];安徽农业科学;2006年23期
7 常玉苗;张涛;;苏北地区经济发展与生态环境协调发展研究[J];安徽农业科学;2007年03期
8 喻庆国;曹顺伟;邓喜庆;卢双珍;;云南糯扎渡自然保护区植被沿坡度空间分异研究[J];安徽农业科学;2007年28期
9 蔡学成;杨永彰;;基于中巴资源卫星数据的森林郁闭度估测研究[J];安徽农业科学;2007年34期
10 左安建;;广东烤烟主产区烤烟化学成分分析[J];安徽农业科学;2008年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 秦小光;宁波;殷志强;穆燕;;末次间冰期以来渭南黄土地区土壤有机碳碳库的演变[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(中)[C];2012年
2 张艳丽;李文娟;王雁;李正红;马宏;刘秀贤;万友名;;滇牡丹花色类群性状变异分析[A];中国观赏园艺研究进展2011[C];2011年
3 黄丽虹;王龙波;;基于环境卫星的北部湾地区遥感影像制作及影像入库应用研究[A];全国测绘科技信息网中南分网第二十五次学术交流会论文集[C];2011年
4 郑炜;蒋红梅;张兰军;;山区公路隧道生态环境影响综合评价模型[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第三卷)[C];2011年
5 王继;王训霞;;利用Landsat5 TM6数据进行城市热岛效应分析[A];江苏省测绘学会2011年学术年会论文集[C];2011年
6 揣小伟;黄贤金;郑泽庆;王婉晶;;基于陆地生态系统碳储量的江苏省土地利用结构优化[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
7 李丽娜;石培基;李建豹;;基于GIS的可持续发展水平空间差异的实证分析[A];发挥资源科技优势 保障西部创新发展——中国自然资源学会2011年学术年会论文集(上册)[C];2011年
8 马振猛;杨远超;;遥感技术在城市扩展监测中的应用[A];转型与重构——2011中国城市规划年会论文集[C];2011年
9 陈刚;邓文胜;王丽亚;;基于TM影像的武汉市东湖风景区LUCC分析[A];全国国土资源与环境遥感应用技术研讨会论文集[C];2009年
10 陈刚;邓文胜;王丽亚;;遥感技术在城市湖泊演变研究中的应用[A];全国国土资源与环境遥感应用技术研讨会论文集[C];2009年
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1 徐小峰;面向船舶制造协同物流网络的资源优化研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 林颖;基于水平集方法的图像分割关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 曹静;区域产学研结合技术创新体系研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 李秀菊;基于网络关系视角的专业服务企业全球市场参与战略研究[D];南开大学;2010年
5 吴金友;辽宁省森林植被碳储量动态仿真模型研究[D];北京林业大学;2011年
6 陈春雷;多尺度林业遥感数据融合技术的应用研究[D];北京林业大学;2011年
7 李鸣;鄱阳湖重金属污染特征研究及环境容量估算[D];南昌大学;2010年
8 赖力;中国土地利用的碳排放效应研究[D];南京大学;2010年
9 陈兵;基于多平台棉花黄萎病的遥感监测研究[D];石河子大学;2010年
10 谭骏珊;会同杉木人工林连栽生物量动态变化研究[D];中南林业科技大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 谢正鹏;武汉市典型城市湖泊湿地植物群落生物量研究[D];华中农业大学;2010年
2 李硕;基于Vis/NIR光谱不同粒径下土壤碳氮的预测研究[D];华中农业大学;2010年
3 杨洪蛟;土地整理项目绩效评价研究[D];华中农业大学;2010年
4 李书敏;土地生态承载力研究[D];华中农业大学;2010年
5 范红朴;IT行业员工离职预警问题研究[D];华中农业大学;2010年
6 侯胤光;基于SEM的人力资源管理实践活动对企业绩效的影响研究[D];山东科技大学;2010年
7 周楠;煤炭企业人力资源管理指数研究[D];山东科技大学;2010年
8 张宗营;SAR影像配准方法研究[D];山东科技大学;2010年
9 郭逊;盲校中学生学校适应研究[D];辽宁师范大学;2010年
10 安翠林;大学生英语学习焦虑问卷编制与应用[D];辽宁师范大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴泽胜;;绿量在深圳城市绿化的应用[J];安徽农业科学;2006年07期
2 程武学;杨存建;周介铭;周万村;刘悦翠;;森林蓄积量遥感定量估测研究综述[J];安徽农业科学;2009年16期
3 沈伯葵,曹越;松材线虫病发生动态及对策(综述)[J];安徽农业大学学报;1995年01期
4 田盛丰;基于核函数的学习算法[J];北方交通大学学报;2003年02期
5 冯仲科;现代林业测绘技术系统研究[J];北京测绘;1999年02期
6 徐希孺,庄家礼,陈良富;热红外多角度遥感和反演混合像元组分温度[J];北京大学学报(自然科学版);2000年04期
7 王光研;许宝杰;;弹性BP神经网络的旋转机械故障诊断[J];北京机械工业学院学报;2007年02期
8 李敏生,刘斌;BP学习算法的改进与应用[J];北京理工大学学报;1999年06期
9 马钦彦;中国油松生物量的研究[J];北京林业大学学报;1989年04期
10 胥辉;一种与材积相容的生物量模型[J];北京林业大学学报;1999年05期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 郑立中;陈秀万;李加洪;;中国卫星遥感与定位技术应用的现状和发展[A];中国卫星应用大会论文集[C];2001年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李崇贵;用非线性理论研究以“3S”为基础的森林蓄积定量估测[D];中国林业科学研究院;2001年
2 黄家荣;马尾松人工林生长的人工神经网络模型研究[D];北京林业大学;2005年
3 邢艳秋;基于RS和GIS东北天然林区域森林生物量及碳贮量估测研究[D];东北林业大学;2005年
4 王树森;华北土石山区基于森林植被演替规律的森林健康的研究[D];北京林业大学;2005年
5 冯晓明;多角度MISR数据用于区域生态环境定量遥感研究[D];中国科学院研究生院(遥感应用研究所);2006年
6 罗旭;基于三维激光扫描测绘系统的森林计测学研究[D];北京林业大学;2006年
7 朱群雄;神经网络结构理论与技术的研究及其在过程模拟与过程控制中的应用[D];北京化工大学;1996年
8 张宏斌;基于多源遥感数据的草原植被状况变化研究[D];中国农业科学院;2007年
9 王小青;基于遥感技术的小黑杨木材产量和质量预测[D];中国林业科学研究院;2007年
10 张彦林;基于3S技术的山东省森林蓄积量定量估测研究[D];北京林业大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈颖;北京地区森林植被三维绿量估测及分析[D];北京林业大学;2011年
2 冯险峰;GIS支持下的中国陆地生物量遥感动态监测研究[D];陕西师范大学;2000年
3 赵永玲;基于神经网络的控制系统故障诊断研究[D];大庆石油学院;2003年
4 张锋;基于遥感信息估测森林生物量的研究[D];东北林业大学;2003年
5 黄浩;基于高分辨率卫星影像的城市植被信息提取与分析研究[D];河海大学;2005年
6 杨丹;北京市森林覆盖率遥感统计及三维表达[D];北京林业大学;2005年
7 李新一;基于3S技术的内蒙古镶黄旗草原生产力研究[D];中国农业大学;2005年
8 刘玉安;RS和GIS支持下的策勒绿洲植被NPP与Biomass估测研究[D];新疆大学;2005年
9 赵正勇;针阔混交林TM遥感图像自动分类识别技术研究[D];东北林业大学;2005年
10 卢金秋;数据挖掘中的人工神经网络算法及应用研究[D];浙江工业大学;2006年
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1 ;森林生物量资源[J];山西林业科技;1983年03期
2 毛学刚;范文义;李明泽;于颖;杨金明;;黑龙江长白山森林生物量的时空变化分析[J];植物生态学报;2011年04期
3 何东宁;郭晶山;;沙棘灌木生物量年龄改算与立地指数图的编绘[J];青海农林科技;1985年02期
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5 毛学刚;李明泽;范文义;姜欢欢;;近30年来小兴安岭地区生物量变化及地统计分析[J];地理研究;2011年06期
6 王慧;;抚育间伐对森林生物量与生产力影响研究进展[J];山西农业科学;2007年12期
7 王仲锋;冯仲科;;样地林木生物量精度评定的研究[J];北京林业大学学报;2005年S2期
8 张慧芳;张晓丽;黄瑜;;遥感技术支持下的森林生物量研究进展[J];世界林业研究;2007年04期
9 杨金明;范文义;李明泽;田利军;毛学刚;于颖;;长白山林区森林生物量变化定量驱动分析[J];应用生态学报;2011年01期
10 巨文珍;农胜奇;;森林生物量研究进展[J];西南林业大学学报;2011年02期
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1 王红岩;高志海;王琫瑜;李世明;白黎娜;;基于SPOT5遥感影像丰宁县森林生物量估测研究[A];第十七届中国遥感大会摘要集[C];2010年
2 史玉峰;陈健;;雷达遥感技术在森林资源管理与监测中的应用[A];第二届中国林业学术大会——S3 森林经理与林业信息化的新使命论文集[C];2009年
3 石雷;方精云;;利用遥感手段评估东北地区25年来的森林动态变化[A];第十七届中国遥感大会摘要集[C];2010年
4 张修玉;许振成;胡习邦;赵晓光;;基于IPCC的区域森林碳汇潜力评估[A];2010中国环境科学学会学术年会论文集(第一卷)[C];2010年
5 庞勇;黄克标;李增元;舒清态;;大湄公河次区域森林地上生物量遥感反演[A];发挥资源科技优势 保障西部创新发展——中国自然资源学会2011年学术年会论文集(上册)[C];2011年
6 周红伟;李琦;;全球陆地生物量遥感反演模型研究[A];遥感定量反演算法研讨会摘要集[C];2010年
7 韩久同;;森林经营管理对森林碳汇的作用和影响研究[A];2010中国科协年会第五分会场全球气候变化与碳汇林业学术研讨会优秀论文集[C];2010年
8 张王菲;徐天蜀;姬永杰;;森林生物物理参数SAR信号响应研究[A];第十七届中国遥感大会摘要集[C];2010年
9 ;第11章 森林的固碳功能与全球温暖化[A];中国可持续发展林业战略研究·森林问题卷[C];2002年
10 孟丹;李小娟;韩洁;;基于PROSAIL模型-BP神经网络的森林叶面积指数反演[A];地理学核心问题与主线——中国地理学会2011年学术年会暨中国科学院新疆生态与地理研究所建所五十年庆典论文摘要集[C];2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 黄玉柱;全力以赴做好森林资源连续清查复查工作[N];毕节日报;2010年
2 张显峰;机载干涉SAR系统掀起测绘革命[N];中国矿业报;2004年
3 江时学;“拉美化”对我国构建和谐社会的启示[N];中国税务报;2005年
4 全国政协人资环委副主任、中国林业科学院院长 江泽慧;气候变化与我国林业生态建设[N];中国气象报;2003年
5 特约主持人:吴贤纬;卫星跟踪北半球森林二氧化碳[N];中国气象报;2002年
6 记者 何志高 通讯员 申福春 周建梅;湖南省副省长挂帅抓森林资源连续清查[N];中国绿色时报;2009年
7 江泽慧;依靠科技创新 防治土地沙化[N];人民日报;2002年
8 本报记者 王薇薇 通讯员 何宇良;为生态安全构筑屏障[N];中国气象报;2011年
9 胡丽娟;全国森林资源清查启动[N];科技日报;2009年
10 杨宁;左右翼矛盾的持续体现[N];人民日报海外版;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张海玉;张广才岭及完达山森林生物量遥感估测及变化驱动力分析[D];东北林业大学;2011年
2 李明泽;东北林区森林生物量遥感估算及分析[D];东北林业大学;2010年
3 岳彩荣;香格里拉县森林生物量遥感估测研究[D];北京林业大学;2012年
4 程秋生;NDVI协同下森林生物量定量估算研究[D];北京林业大学;2013年
5 王新凯;喀斯特城市森林生物量及其碳吸存功能研究[D];中南林业科技大学;2011年
6 杨永恬;基于多源遥感数据的森林蓄积量估测方法研究[D];中国林业科学研究院;2010年
7 程堂仁;甘肃小陇山森林生物量及碳储量研究[D];北京林业大学;2007年
8 汤旭光;基于激光雷达与多光谱遥感数据的森林地上生物量反演研究[D];中国科学院研究生院(东北地理与农业生态研究所);2013年
9 蔡烁;金沟岭林场三种森林类型生物量研究[D];北京林业大学;2012年
10 王臣立;雷达与光学遥感结合在森林净初级生产力研究中应用[D];中国科学院研究生院(遥感应用研究所);2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李丹丹;北京市森林生物量遥感反演模型研究[D];北京林业大学;2013年
2 刘磊;基于多源数据的森林生物量与生产力估算研究[D];南京林业大学;2010年
3 宋茜;森林生物量微波遥感估测模型[D];东北林业大学;2011年
4 董宇;基于遥感信息估测将乐县森林生物量的研究[D];北京林业大学;2012年
5 王轶夫;基于神经网络的森林生物量估测模型研究[D];北京林业大学;2013年
6 宋丽楠;帽儿山林场森林生物量估测及时空动态格局分析[D];东北林业大学;2010年
7 蔡雪琪;川西米亚罗林区林场水平森林生物量与生产力研究[D];北京林业大学;2011年
8 王昆;基于Quickbird和极化雷达数据的森林生物量估测方法研究[D];北京林业大学;2013年
9 刘新新;基于RS和GIS的森林生物量估算研究[D];山东师范大学;2010年
10 韩冬花;基于SPOT5的延庆县森林生物量研究[D];北京林业大学;2011年
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