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基于PROSAIL模型,结合野外实测叶片等水分厚度、干物质重量、叶面积指数数据,构建一种基于归一化红外指数和归一化干物质指数的植被冠层可燃物含水率估算方法。首先,在PROSAIL模型输入实测参数模拟植被冠层光谱曲线,计算归一化红外指数、归一化干物质指数用于叶片等水分厚度、干物质重量的反演。结果表明：归一化红外指数与叶片等水分厚度、归一化干物质指数与干物质重量存在明显的线性关系,基于该关系建立叶片等水分厚度、干物质重量的经验估算模型,经验证估算结果精度较高;将该经验模型推广至利用Landsat 8数据拟合植被冠层可燃物含水率,并与实测数据进行验证,结果显示R2达到0.743,RMSE达到34.2%,具有较高的精度。文章提出的植被冠层可燃物含水率估算模型,可实现广州市过渡带森林大面积、较高精度植被冠层可燃物含水率监测,为预防森林火灾提供参考。 相似文献
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基于SAIL模型的多角度多光谱遥感叶面积指数反演 总被引：1，自引：0，他引：1
随着多角度传感器的陆续出现及植被遥感传输机理研究的深入,多角度遥感逐渐成为地表信息反演的热点问题.以SAIL冠层反射率模型为基础,通过联合多角度和多光谱数据,可以从物理机理角度进行植被叶面积指数(LAI)反演的应用研究.首先通过计算得到多角度多光谱遥感影像的角度信息,并经6S模型纠正后得到多光谱多角度植被冠层反射率数据.然后将PROSPECT模型模拟出的植被叶片反射率和透过率,以及多角度观测数据、LAI和其它实测数据输入SAIL模型,模拟得到了多角度多光谱冠层反射率,进而建立多角度多光谱冠层反射率与LAI的查找表.最后,将影像的多角度多光谱冠层反射率与查找表进行匹配,实现植被LAI的反演.最后对反演结果进行了验证和分析,结果表明反演精度较高,误差均在合理范围之内. 相似文献
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黄河中游大尺度植被冠层截留降水模拟与分析 总被引：4，自引：0，他引：4
大尺度植被冠层截留降水定量模拟与分析是揭示气候变化和人类活动综合作用下区域水沙变化机制的重要研究内容。以黄河中游河口镇—潼关区间为研究区,耦合遥感等空间数据与植被冠层截留估算模型,利用地面监测站点降水数据、GLASS叶面积指数遥感数据和地理信息空间分析技术,定量模拟和分析了黄河中游20 世纪80 年代以来3 个典型年份的地表植被冠层截留降水及其时空变化特征。结果表明：（1） 20 世纪80 年代以来,特别是20 世纪末实施的生态修复政策,使得黄河中游叶面积指数显著提高,植被覆盖明显改善;（2） 20 世纪80 年代以来,黄河中游植被冠层截留降水发生了明显变化,1984 年、1995 年和2010 年研究区植被冠层截留降水量区域年平均值分别为19.57 mm、13.66 mm和22.68 mm,截留率分别为3.24%、3.32%和4.92%;（3） 黄河中游植被冠层截留降水特征及其变化受降水特征和地表植被状况共同影响,其中,降水量是决定植被冠层截留降水特征的控制性因素,而叶面积指数年际变化是影响植被冠层截留降水特征变化的主要因素。 相似文献
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作物高度是农田、生态等研究领域重要的一项指标,准确地获取作物高度和类别是精确估产和长势监测的必要条件。激光雷达技术能够提供精确的植被冠层结构信息,并进而获得作物冠层高度。以绿洲农田区的棉田为研究对象,通过激光雷达提取的植被垂直结构信息,估算研究区各植被类型的高度,并依据高度进行了分类。结果表明：林地、食葵、棉花和西葫芦的平均高度约为12.5 m、2.125 m、1.125 m和0.35 m,利用植被类型间的高度差异进行地物类型识别的总体精度为93%;食葵、棉花和西葫芦实测植被高度值与计算植被高度值的平均相对误差分别为-0.038%、1.35%和-4.348%,说明激光雷达提取的植被冠层结构参数可用于农田区作物的高度估算。 相似文献
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文章主要研究基于空间三维视角的无人机技术监测农林资源的分布情况。研究中通过分析仅有蓝光、绿光和红光波段的无人机影像的光谱信息,建立目标地物的样本库,根据自定义的植被特征指数(VI’)成功提取了植被信息,在此基础上利用无人机的数字表面模型(DSM)与研究区的数字高程模型(DEM),构建了冠层高度模型(CHM),并综合使用CHM和光谱特征的均值作为阈值,提取植被信息中部分的甘蔗信息与林地信息,最后选用基于样本库的支持向量机(SVM)方法完成最后的分类工作,分类的总精度为96.44%,Kappa系数为0.928 6。为了做到成果的精细化和直观化,基于CHM阈值将林地类分为不同的高度林地资源层,采用三维模型展示最后的研究成果,充分体现了农林资源的生长与分布情况。 相似文献
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基于高光谱与多光谱植被指数的洪河沼泽植被叶面积指数估算模型对比研究 总被引：1，自引：0，他引：1
以洪河国家级自然保护区为研究区,2009年8月中旬,在研究区野外实测沼泽植物冠层的光谱反射率和叶面积指数(LAI),将地面实测的植物高光谱反射率以Landsat-5 TM波段范围为基准进行波谱重采样,以重采样后的光谱反射率计算多光谱植被指数,用几种常见的高光谱和多光谱植被指数建立估算沼泽植被叶面积指数的统计回归模型,对比这些模型的精度,选出最优模型.研究结果表明,用各植被指数建立的估算沼泽植被叶面积指数的回归模型分别为二次函数、对数函数或指数函数;各模型对沼泽植被叶面积指数的反演精度差别较大;在全波段高光谱植被指数中,用全波段归一化植被指数H-FNDVI(R930,R515)构建的估算沼泽植被叶面积指数的模型最佳;在常规高光谱植被指数中,用修正简单比率H-MSR构建的估算沼泽植被叶面积指数的模型最佳;在多光谱植被指数中,用多光谱归一化植被指数M-NDVI构建的估算沼泽植被叶面积指数的模型最佳.对比发现,由多光谱数据提取的植被指数构建的模型对研究区LAI的估算效果不太理想,而从实测高光谱数据提取的窄波段特有植被指数构建的估算沼泽植被叶面积指数模型表现出较明显的优势,表明窄波段植被指数更适合用来监测沼泽植被叶面积指数. 相似文献
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本文着重探讨土壤一植被一大气各子系统之间的相互作用。用冠层蒸腾和地表蒸发有机分离的方法,确定冠层蒸腾和地表蒸发在总蒸散中的相对贡献。考虑土壤饱和一非饱和界面以及土壤温度梯度对系统水分迁移的响应,从摸型与试验两方面探求了土壤-植被-大气系统的水分能量传输机制。 相似文献
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泾河上游流域实际蒸散量及其各组分的估算 总被引：7，自引：1，他引：6
利用分布式生态水文模型SWIM,基于泾河上游(泾川测站以上) 植被、土壤、气象和水文数据对研究区进行了水文过程的模拟,从而估算了流域的实际蒸散量及其各组分。结果表明：SWIM模型能够较好的模拟泾河上游流域的水文过程,模拟的流域多年(1997-2003 年) 平均实际蒸散量为443 mm,其中土壤蒸发量为259 mm,植被蒸腾量为157 mm,冠层截持量为27 mm。石质山区的森林覆盖区和非森林地的年蒸散总量在整个流域分别具有最大值和最小值,为484 mm和418 mm;黄土区实际蒸散量介于二者之间,平均为447 mm。森林覆盖地区土壤蒸发明显小于其它区域,而蒸腾和冠层截留明显大于其它区域。年内蒸散量主要集中在5-8 月份,占全年总蒸散量的60%,且冠层蒸散比例较大达63%。整个流域湿润年份较干旱年份蒸散量增加了78 mm,其中土壤蒸发增加最多,其次是冠层蒸腾,冠层截留蒸发最小。 相似文献
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叶面积指数(Leaf Area Index,LAI)是描述植物冠层结构特征的重要参数,也是研究植物冠层表面物质和能量交换必不可少的参数。根据在塔里木河下游河岸林地利用LAI-2250实测的LAI数据,比较Landsat 8 OLI遥感数据提取的几种常规植被指数估算LAI的能力,建立LAI估算模型,并利用实测数据对模拟结果进行精度验证,生成塔里木河下游LAI分布图。结果表明:(1)各植被指数(Vegetation Indexes,VIs)与LAI均具有一定的相关性,对于不同的植被指数,二次多项式回归模型相关性均最高;(2)在不区分植被类型的样本分析中,大气阻抗植被指数(Atmospherically Resistant Vegetation Index,ARVI)与实测LAI具有最高的相关性;(3)分别针对柽柳林和胡杨林样本分析,判定系数R2和反演精度均具有不同程度的提高,对应的最适植被指数分别为归一化植被指数(Normalized Differential Vegetation Index,NDVI)和ARVI;(4)塔里木河下游河岸植被LAI有3个高值区:大西海子水库附近、下游中部和尾闾湖台特玛湖附近。全区LAI值主要分布在0~1.5之间,均值为0.361。该研究结果为遥感提取塔里木河下游河岸林带高空间分辨率的叶面积指数数据提供了数据支持和方法支撑。 相似文献
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以农业干旱发生时所引起的若干地表特征变化为依坦,分别从土壤水分、植被水分、冠层温度和作物形态4方面,对现有主要农业干旱遥感监测模型进行归纳总结,分析了各种模型的优缺点,以及各自的适用范围。其中土壤水分变化类指数比较适宜于农业旱情预警及土壤干旱型农业旱情的监测;冠层温度变化类指数不仅适宜于农业旱情预警,更适宜于农业旱情监测;作物形态及绿度变化和植被水分变化类指数,较适宜于农业旱灾的预警以及灾后评估。 相似文献
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C. Kumsap Corresponding author F. Borne D. Moss 《International journal of geographical information science》2013,27(6):723-744
The paper discusses an approach known as ‘distance‐decayed visibility’, implemented using GIS, to the composition of 3D scenes for static forest landscape visualization. The distance‐decay concept is employed to model a spatial interaction in terms of visibility between any observation points and vegetations visible from those points. The vegetation visibility is measured in level of detail where high visibility uses high level of detail and vice versa. The interaction is modelled mathematically using an exponential decay function. The point distribution of projected models on a 3D scene is calculated in GIS to assign an appropriate value of ‘visibility decay constant’ to relate the distance from the observation point to the vegetations with the level of detail of the vegetations in the function. The advantages of the technique as measured against the quantitative benchmarks of rendering time and the number of polygons computed are addressed. Although the forest landscape of the study area consists of a large number of vegetation models, the technique helps to model the relation of vegetation visibility and viewing distance so realistically that the technique yields the visual quality of the result 3D scene visually and statistically comparable to the finest resolution scene. 相似文献
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一种快速地形纹理生成和虚拟漫游方法 总被引：2，自引：1，他引：2
复杂场景的大范围、高分辨率纹理的快速漫游是虚拟现实、GIS、仿真等领域的关键技术与难点。DEM是对地形地貌的数字描述和模拟,利用DEM数据生成可视化地形,可以更好的描述特定区域的地形特征,通过对特定区域中模型的纹理生成和映射,配合光照、大气等区域内自然场景的建模技术,可生成较为逼真的真实场景。基于OpenGL编程进行DEM地形可视化是实现地形实时漫游的方法之一,利用层次细节模型降低场景复杂度以提高漫游帧速率是该类系统中的常用方法,由于场景复杂度问题,不同的系统在具体算法实现中采用的方法也不尽相同。本文以一个虚拟校园为例,针对DEM数据转换和LOD模型面临的问题,给出了特定场景的LOD模型数据处理思想和纹理快速纹理生成、匹配、映射算法。同时给出虚拟实时漫游中第一人称漫游和飞行漫游的一般方法,讨论了在Windows环境下使用OpenGL进行虚拟漫游的基本步骤。提出了一种新的根据场景特点快速生成和映射纹理途径。结果表明,该方法在保证真实感条件情况下达到了满意的实时漫游效果。 相似文献
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大规模地形实时绘制算法 总被引：8，自引：3，他引：5
该文提出一种适合大规模地形实时绘制的简单高效的LOD简化算法。该算法使用一种紧凑有效的规则网格表示方法,优化网格节点的数目,减少可视化过程中的计算量,降低额外内存开销。探讨该算法相关的数据组织、视域裁剪、LOD层次选择、裂缝消除、三角形化等关键问题。实验结果表明,该算法实现简单,内存开销较少,CPU耗费小,对图形卡要求低,能够在普通机器上实现大规模地形的实时漫游。 相似文献
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虚拟地形环境在游戏、仿真、虚拟现实等领域有广泛的应用,在网络环境下如何进行海量地形数据的三维表达与传输是目前研究的重点。基于对等思想提出一种适合大规模地形漫游的分布式网络结构,充分发挥客户机的作用,从而有效地减少服务器负载,采用多点下载数据,提高地形数据的传输速度。同时研究该网络结构下多点下载模型、数据预处理、数据流程和视点相关的LOD简化算法,实现网络环境下大规模地形实时漫游。实验结果表明,在分布式网络环境下,该文中提出的方案可实现大规模地形实时漫游。 相似文献
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森林净初级生产力(NPP)反映了森林植被固定和转换光合产物的能力,表示了森林碳汇功能强度,也是评价森林植被的演替状况以及陆地生态系统承载力的主要指标。基于遥感、清查资料等方法估算NPP已经取得了一些进展,但传统的研究方法受限于观测(调查)年份,难以有效获取长时间尺度的区域森林种群或群落年际NPP。树轮资料较为有效地反映了历史时期森林植被的逐年生长状况,从而在估算高精度且长时间尺度区域森林种群及群落NPP中具有较大的优势。本文对利用树轮资料重建区域森林NPP的两种主要方法进行了总结,第一种方法主要是依据树轮资料提供的立木逐年生长量进行生物量以及NPP的估算;第二种方法则是利用树轮指数与其他植被指数的相关性间接反演过去时间段区域森林群落NPP的变化。上述两种估算NPP的方法均存在较多的限制性,未来利用树轮资料估算NPP的时空精度仍有待提高。 相似文献
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USOLTSEV Vladimir Andreevich SHOBAIRI Seyed Omid Reza TSEPORDEY Ivan Stepanovich AHRARI Amirhossein ZHANG Meng SHOAIB Ahmad Anees CHASOVSKIKH Viktor Petrovich 《资源与生态学报(英文版)》2020,11(4):331-341
A comparative discussion of the advantages and disadvantages of natural stands and plantations, including in terms of their productivity and stability, began from the moment of the first forest plantings and continues to this day. In the context of the progressive replacement of natural forests by plantations due to deforestation, the question of how will change the carbon storage capacity of forest cover when replacing natural forests with artificial ones in a changing climate becomes extremely relevant. This article presents the first attempt to answer this question at the transcontinental level on a special case for two-needled pine trees (subgenus Pinus L.). The research was carried out using the database compiled by the authors on the single-tree biomass structure of forest-forming species of Eurasia, in particular, data of 1880 and 1967 of natural and plantation trees, respectively. Multi-factor regression models are calculated after combining the matrix of initial data on the structure of tree biomass with the mean January temperature and mean annual precipitation, and their adequacy indices allow us to consider them reproducible. It is found that the aboveground and stem biomass of equal-sized and equal-aged natural and plantation trees increases as the January temperature and precipitation rise. This pattern is only partially valid for the branches biomass, and it has a specific character for the foliage one. The biomass of all components of plantation trees is higher than that of natural trees, but the percent of this excess varies among different components and depends on the level of January temperatures, but does not depend at all on the level of annual precipitation. A number of uncertainties that arose during the modeling process, as well as the preliminary nature of the obtained regularities, are noted. 相似文献
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Xiaoping Zhou Jichao Zhao Dingding Su Ming Guo 《International journal of geographical information science》2019,33(7):1444-1470
The integration of Building Information Modelling (BIM) and geographic information systems (GIS) is a promising but challenging topic to solve problems in construction industry. However, loading and rendering rich BIM geometric data and large-scale GIS spatial information in a unified system is still technologically challenging. Current efforts mainly simplify the geometry in BIM models, or convert BIM geometric data to a lower level of detail (LOD). By noticing that only exterior features of BIM models are visible from outdoor observation points, culling BIM interior facilities can dramatically reduce the computational burden when visualizing BIM models in GIS. This study explores the outline detection problem and presents the OutDet algorithm, which selects representative observation points, transforms & projects the BIM geometric data into the same coordinate system, and detects the visible facilities. Empirical study results show that OutDet can cull a large portion of unnecessary features when rendering BIM models in GIS. The use of outlines of BIM models is not an alternative but rather a supplementary approach for current solutions. Jointly using LOD and outer surface can help improve the efficiency of integrated BIM-GIS visualization.Because OutDet retains BIM geometry and semantics, it can be applied to more BIM-GIS applications.. 相似文献
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在分析四叉树多分辨率地形表示模型的基础上,描述基于四叉树的地形可视化基本过程。为使四叉树多分辨率地形可视化方法适应于更多的应用环境,探讨四叉树多属性节点评价函数的构造方法,通过调节评价函数中各属性评价值前的权值,使得多个属性共同影响地形简化的同时,又能保证应用环境中重要的属性信息失真最小。 相似文献
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David Deibe Margarita Amor Ramón Doallo 《International journal of geographical information science》2019,33(3):593-617
In recent years, the evolution and improvement of LiDAR (Light Detection and Ranging) hardware has increased the quality and quantity of the gathered data, making the storage, processing and management thereof particularly challenging. In this work we present a novel, multi-resolution, out-of-core technique, used for web-based visualization and implemented through a non-redundant, data point organization method, which we call Hierarchically Layered Tiles (HLT), and a tree-like structure called Tile Grid Partitioning Tree (TGPT). The design of these elements is mainly focused on attaining very low levels of memory consumption, disk storage usage and network traffic on both, client and server-side, while delivering high-performance interactive visualization of massive LiDAR point clouds (up to 28 billion points) on multiplatform environments (mobile devices or desktop computers). HLT and TGPT were incorporated and tested in ViLMA (Visualization for LiDAR data using a Multi-resolution Approach), our own web-based visualization software specially designed to work with massive LiDAR point clouds. 相似文献
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3DGIS中复合地形纹理生成与应用 总被引：1，自引：0，他引：1
3DGIS仅用数字高程模型(DEM)表现地形远达不到三维可视化的要求.在传统3IDGIS中,通常采用数字正射影像(DOM)作为DEM的纹理表达地面景观,但其逼真性往往会受到影像分辨率的限制.该文借鉴Mipmap思想,提出一种新的纹理生成方法来解决上述问题,即通过对DOM和二维矢量数据赋予投影信息,将多幅影像及相关矢量数据作为生成3DGIS地形的纹理数据源,生成不同分辨率、不同详细程度的金字塔纹理,动态表现地面景观,并对生成的金字塔模型数据进行高效的索引、存储与管理.上述方法在实际应用中取得了满意的访问效率和视觉效果. 相似文献