帽儿山林场森林生物量估测及时空动态格局分析
【摘要】:
本论文采用东北林业大学帽儿山实验林场TM图像及1990年和2004年固定样地调查数据,运用地理信息系统的插值法、多元回归方程法和神经网络模型法估测该区域的森林生物量。
先采用东北林业大学帽儿山实验林场1990年和2004年的固定样地调查数据及一元生物量预估模型,计算得到林场内各样地单位面积生物量。‘再随机抽取192块样地运用插值法得到研究地区其余样地的森林生物量。经过配对样本t检验,两组数据无显著性差异,得出插值法可以进行森林生物量估测。选择环境因子、遥感因子在内的16个变量进行主成分分析,再进行逐步回归,筛选出6个主成分建立多元回归方程,方程通过了系数检验、方程检验、自相关检验,求出R=0.812。在MATLAB7.0环境下通过构建BP神经网络模型,估测样地生物量,得出其精度为96.063%。
运用插值法生成研究地区1990年和2004年生物量分布图,进行比对,得出经过15年的经营帽儿山地区生物量呈增加的趋势。分析生物量与地形因子之间的关系,可知生物量与海拔和坡度呈显著的相关性。
【关键词】:森林生物量 地形因子 插值法 回归模型 BP神经网络模型 【学位授予单位】:东北林业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:S718.5
【目录】:
- 摘要3-4
- Abstract4-7
- 1 绪论7-12
- 1.1 森林生物量研究概况7-10
- 1.1.1 生物量的研究方法7-8
- 1.1.2 生物量的国外研究进展8-9
- 1.1.3 生物量的国内研究进展9
- 1.1.4 我国生物量研究存在的不足9
- 1.1.5 生物量研究趋势9-10
- 1.2 研究的目的、意义10-12
- 2 研究区概况及研究方法12-16
- 2.1 研究区概况12-13
- 2.1.1 地理位置12
- 2.1.2 自然环境12
- 2.1.3 植被资源12
- 2.1.4 水资源12-13
- 2.2 研究资料及软件系统13-15
- 2.2.1 研究资料13
- 2.2.2 软件系统13-15
- 2.3 研究方法15-16
- 3 生物量模型的构建与研究16-35
- 3.1 样地数据处理16
- 3.2 遥感图像选择及数据预处理16-17
- 3.2.1 遥感图像的预处理16-17
- 3.3 插值法构建森林生物量模型的研究17-19
- 3.3.1 插值法求算生物量18
- 3.3.2 插值法求算生物量结果检验18-19
- 3.4 变量的选择及提取19-20
- 3.4.1 遥感因子选择19-20
- 3.4.2 环境因子选择20
- 3.5 数据的主成分提取20-23
- 3.5.1 主成分提取的方法21-23
- 3.5.2 主成分提取结果分析23
- 3.6 多元回归法构建森林生物量模型的研究23-28
- 3.6.1 多元回归模型的建立23-24
- 3.6.2 逐步回归法选取自变量24-27
- 3.6.3 多元回归模型法结果分析27-28
- 3.7 基于人工神经网络的森林生物量模型研究28-34
- 3.7.1 BP神经网络28-31
- 3.7.2 Matlab中求算生物量31-33
- 3.7.3 神经网络模型法结果分析33-34
- 3.8 三种模型比较34-35
- 4 生物量时空动态格局变化分析35-41
- 4.1 森林生物量的时空格局变化35-36
- 4.2 地形因子对生物量的影响36-41
- 4.2.1 生物量与海拔、坡度、坡向的关系37-38
- 4.2.2 生物量随海拔变化规律38-39
- 4.2.3 生物量随坡度变化规律39-41
- 结论41-43
- 参考文献43-47
- 攻读学位期间发表的学术论文47-48
- 致谢48-49
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