以黑龙江省造林树种选择为例,通过林业空间信息的综合分析和图像处理,生成主要造林立地因子的迭合矢量图层;为了适用于可视化查询和分析,利用遥感和地理信息系统手段,生成与遥感影像相迭加的DEM立体模型;建立适用于网络运行的空间信息库和造林专家知识库;采用ESRIARCIMS网络地理信息系统 (WEBGIS)对象模型的二次开发,建立在Internet网络环境下运行的适地适树系统;实现林业空间信息、专家知识信息等的多种数据融合,以及空间信息的网络表达、分析和决策。

利用浙江省富阳市1984年和1999年2期TM影像数据,结合土地利用动态变化研究方法,对富阳市竹子资源和其它主要土地利用类型的动态变化进行了研究分析。结果表明: 1984—1999年期间,富阳市土地利用变化较快,在单一类型中,园地的变化速度最快,耕地的变化速度最慢;竹子资源数量下降,年平均下降2. 47% ,主要转移对象是其它林地;竹子的动态变化在富阳市25个乡镇中存在着区域差异;在变化期间,其它林地的稳定性最高,同时也是转入量最高的一种类型,数量大幅增加。

以索加-曲麻河区域为例,探讨了三江源区域高寒湿地遥感分类方法。利用TM 影像数据和DEM及缨帽变换后的亮度、绿度、湿度,以及归一化水体指数(NDWI)等复合识别指标,构建决策树模型,对研究区不同地类进行区分。然后通过与传统的最大似然法监督分类所得到的结果进行对比,结果表明:利用基于指数的决策树分类方法对高寒湿地类型进行分类,较传统的最大似然法监督分类总体精度提高12.05%;总体kappa系数提高0.140 7; 对于河流、湖泊、沼泽、滩地等湿地类型,生产者精度和用户精度分别提高了6.06%, 6.25%; 0.12%, 3.13%; 6.99%, 25.00%;6.12%, 28.13%, 比监督分类均有明显的提高。证明基于指数的决策树分类方法是高寒区域湿地遥感分类的一种有效手段。

利用1990、1997、2007年3期TM遥感影像数据,2008年调查的652块地面样地数据,1990—2007年各年气象和社会经济数据以及地形图、湿地分布图、植被分布图数据,通过偏相关分析,确定各类湿地变化的主导驱动因子,建立湿地变化驱动模型。结果表明:河流和河滩湿地变化的主要驱动因子是年均温度、年蒸发量、年均相对湿度和年奶产量;湖泊湿地变化的主要驱动因子是年蒸发量、年均相对湿度、年人口数量和年奶产量;沼泽和全部湿地变化的主要驱动因子是年降水量、年人口数量和年人均收入。驱动模型的判定系数校正值R2分别为0.830 1、0.757 2、0.967 5、0.833 3、0.967 9,经F检验,在95%可靠性水平下整个模型的自变量对随机变量的影响是显著的。

利用1977-2007年间的4期Landsat 数据提取研究区湿地信息,分析湿地的动态变化特征和变化驱动因子。利用1971-2007年的气象数据分析研究区主要气候因子的变化趋势与特征,并进一步分析湿地变化与不同气候因子的相关性。结果表明:1977-2007年间,研究区湿地数量萎缩,总面积减少了约37%;湿地质量发生明显退化,主要表现在二、三级湿地即沼泽和滩地退化为草地和裸岩与沙地;近40年来,区域气候向着暖干化趋势发展;气温是影响湿地变化的最主要气候因素。

根据1973-2008年间7次全国森林资源清查数据及中国森林植被分布特征，从不同森林类型和不同气候带定量分析中国森林植被净生产量及平均生产力动态变化规律。研究结果表明：中国森林植被净生产量和平均生产力总体呈增加趋势，植被净生产量由1973-1976年间的803.359×106 t·a-1增加到2004-2008年间的1 478.425×106 t·a-1，增加了84.03%；相应的森林植被平均生产力由7.302 t·hm-2·a-1增加到9.502 t·hm-2·a-1，增加了30.13%。不同森林类型中，阔叶混交林、杨桦林、落叶阔叶林和常绿阔叶林对中国森林植被净生产量贡献较大；热带林、阔叶混交林、常绿阔叶林平均生产力较高，油松林和马尾松林平均生产力相对较低。不同气候带中，热带地区森林植被净生产量呈波动中减少趋势，其它气候带呈增加趋势；1973-2008年间各气候带森林植被平均生产力为：热带（18.625 t·hm-2·a-1）>寒温带温带（9.610 t·hm-2·a-1）>亚热带（8.499 t·hm-2·a-1）>暖温带（7.800 t·hm-2·a-1）。

目的 针对高分六号影像数据面向植被类型、特别是湿地植被信息识别的最佳波段组合进行研究，为高分六号数据在湿地资源监测中的进一步应用提供参考。 方法 以三江国家级自然保护区为对象，基于高分六号影像数据，结合当地植被特点，开展保护区植被类型识别中的最佳波段组合研究。从影像信息特征、最佳指数因子以及光谱特征曲线和地物可分性角度进行综合分析，获取基于GF6/WFV数据的三江保护区植被类型识别的最佳波段组合。同时，通过对比实验，利用支持向量机分类方法，对样区的植被类型进行信息提取，证实了结果的可靠性。 结果 波段组合4（R）-5（G）-1（B）识别植被类型精度最高。总体精度为89.15%，Kappa系数为0.8463。 结论 波段组合4（R）-5（G）-1（B）为三江保护区植被类型识别的最佳波段组合。本研究可为东北地区湿地保护区的退耕还湿工程监测提供参考。

目的 基于模拟退火算法，研究一种考虑林分结构健康状况和目标平均胸径的多目标森林经营方法，同时结合单木生长方程，基于Unity3D可视化引擎实现林分经营动态可视化模拟。 方法 以湖南省攸县黄丰桥国有林场5块杉木人工纯林2012—2017年样地连年调查数据为数据源，考虑林分分布状况、竞争程度、营养空间，以平均角尺度、平均大小比、林分拥挤度3个结构参数建立空间结构函数。在此基础上，以健康林分结构和平均胸径为经营目标，以竞争指数为参考初步筛选出的间伐木组合排列的结果作为经营方案的集合，通过模拟退火算法进行最优间伐经营方案解的选择。最后，通过建立考虑Hegyi竞争指数的可变生长率的单木生长方程，以结构分析-经营-生长三者不断迭代的方式并基于Unity3D渲染引擎实现林分经营动态可视化模拟。 结果 通过对5号样地（初始林分230株，年龄16 a，平均胸径20.21 cm）以健康林分结构和30 cm林分平均胸径为经营目标进行经营动态可视化模拟，结果表明林分年龄在21、26、31 a分别进行过间伐模拟，当林分年龄31 a间伐后，林分平均胸径达到30.10 cm，林分平均角尺度为0.64，林分拥挤度为0.74，林分结构接近健康水平。 结论 本研究提出的基于模拟退火算法的林分多目标经营动态可视化模拟方法能够模拟在多目标经营需求下的林分动态，并且形象直观，可以进一步为林业科研和生产提供支持。

目的 面向森林经营作业类型复杂多样的特点，针对目前经营作业模拟普遍存在的交互性较差，缺乏自然、真实感的交互体验，以及较难以处理频繁作业能力的问题，研建了一套基于肢体动作的森林经营措施作业的交互方法。 方法 构建一个基于沉浸式虚拟现实与可视化模拟系统CAVE2的森林仿真场景为交互对象，选择伐木、整枝和补植等用户侧交互性强的经营措施，分析森林经营措施作业过程中的肢体动作，将仿真场景中的经营工具与使用者的相对距离和角度变化与肢体动作进行映射，构建肢体动作交互模型，实现肢体动作控制经营措施的执行，达到森林经营作业的仿真模拟。 结果 本研究构建的肢体动作交互模型正确地映射到了森林经营措施中，单次作业成功率达到86%，交互评价良好率达到91%。肢体动作与经营工具相结合，便于森林经营模拟交互需求的拓展。 结论 基于肢体动作交互的森林经营作业仿真模拟，形象直观地表现了森林经营措施作业过程，有助于加深使用者对森林经营的理解，提高森林经营辅助决策水平。

目的 利用遥感影像的时效性和宏观性特点，基于证据理论组合多分类规则的方法快速和高效地实现大区域植被遥感分类。 方法 首先，依据辨识框架的概念设计分类系统，并采用大区域样本快速采集方法提取训练样点；其次，将多个单分类规则得到的植被类型特征影像归一化处理为基本概率赋值作为表达对各类型信任程度的证据源数据，再将不同证据源的信任度信息依据证据理论组合；再次，将组合结果依据最大信任度原则确定植被类型；最后，在中国植被图与中国土地覆盖图的类型一致区域随机布点作为验证样本。 结果 各单分类器分类结果的总体精度范围为60%~70%，两两规则组合分类结果的总体精度范围为70%~80%，3个规则组合分类结果的总体精度达到80.84%。 结论 组合多分类规则的证据理论分类方法可以提高分类精度；参与组合的单分类器精度越高，相关证据源越多，组合分类结果精度越高。