《基於GIS的森林資源調查空間平衡抽樣理論與方法研究》是依託南京林業大學，由李明陽擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於GIS的森林資源調查空間平衡抽樣理論與方法研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：李明陽
- 依託單位：南京林業大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
了解森林資源的現狀及變化趨勢是森林資源管理工作的前提。空間平衡抽樣，使得樣本的空間格局與研究總體的空間格局具有近似型，同時能夠考慮無反應樣本單元對抽樣方案的影響。利用GIS平台進行空間平衡抽樣在建立抽樣框、抽樣方案可視化、方便樣本點的定位和尋找等方面具有較大的優勢。.通過森林資源調查因子空間分布理論和最優抽樣估計方法研究，明確空間平衡抽樣算法的地統計學基礎。通過計算機情景模擬、景觀實驗，建立空間平衡抽樣性能評價指標體系，設計基於GIS平台的抽樣算法。在森林資源專項調查、多資源調查試點驗證的基礎上，制定空間平衡抽樣的工作步驟和森林資源監測框架。.基於GIS的森林資源空間平衡抽樣方法研究，對於彌補傳統森林資源調查抽樣方法存在的空間關聯性強、適應性差的缺陷，減少森林資源調查過程中的抽樣框變化、無反應樣本單元現象，解決有限調查費用與迅速上升調查成本之間的矛盾，具有較為重要的理論和現實意義。
結題摘要
2010～2012年，按照研究計畫，課題組在森林資源調查空間抽樣理論基礎、森林資源調查空間平衡抽樣性能評價、空間平衡抽樣在森林生物多樣性監測網路構建中的套用、基於GIS的空間抽樣軟體分析與研製、基於GIS的森林資源空間數據挖掘方面開展了系列研究，發表學術論文18篇，其中EI檢索論文5篇，ISTP檢索1篇，中文核心期刊8篇，開發出基於GIS的空間抽樣軟體一套，出版研究專著《森林資源調查空間抽樣與數據分析》1部，較為完滿地完成了既定研究任務。在“森林資源調查空間抽樣理論基礎”部分，主要探討了空間平衡抽樣的地統計學理論基礎及分析方法，介紹了基於通用隨機方格分層算法（GRTS）、反向隨機四分遞歸柵格算法（RRQRR）2種算法的空間平衡抽樣實施步驟，從不等概抽樣的角度，分析了空間平衡抽樣參數估計方法。在“森林資源調查空間平衡抽樣性能評價”部分，課題組以連續面狀分布的風景林、線狀分布的地物（道路）、離散面狀分布的地物（湖泊）、斑塊狀離散分布的野生動物生境為調查對象，與簡單隨機抽樣、系統抽樣等傳統抽樣方法相比，分析空間平衡抽樣在降低空間相關性、提高抽樣效率、降低抽樣誤差等方面的技術優勢。分析了如何根據調查總體的表面屬性特徵，有針對性地選擇抽樣方案，從而提高抽樣估計效率的方法。在“空間平衡抽樣在森林生物多樣性監測網路構建中的套用”部分，主要針對我國森林資源連續清查清查體系在生物多樣性監測中存在的缺點和不足，以南方重點林區湖南省為例，在明確影響森林生物多樣性主要環境因素基礎上，通過空間平衡抽樣、改進的Whittaker 樣地設計，構建省級尺度上森林生物多樣性監測網路。在“基於GIS的空間抽樣軟體分析與研製”部分，在介紹基於GIS平台的抽樣模擬軟體基本功能基礎上，分析了4種抽樣模擬軟體的性能特點，並以Python為開發工具，開發出一種基於ArcGIS平台、界面友好、使用方便的外掛程式式平衡抽樣計算機模擬軟體，並通過南京紫金山國家森林公園蓄積量模擬抽樣案例研究，對各種軟體抽樣性能進行了比較分析。在“基於GIS的森林資源空間數據挖掘”部分，以森林資源連續清查數據、森林規劃設計調查數據、專項調查數據為主要信息源，採用空間熱點探測、趨勢面分析、地理加權回歸、C5.0決策樹分析方法對河南西峽縣的森林生物量空間分布規律進行挖掘，採用主成分分析、空間聚類方法對江蘇省句容市下蜀鎮的森林健康知識進行挖掘。
