40000字论文范文基于地理信息系统平台技术的森林资源调查抽样研究

论文类型：论文范文

论文字数：40000字

论点：抽样,方法,调查

论文概述：

本文总结了国内外森林资源调查抽样技术的运用现状，介绍了基于经典统计学理论的几种传统抽样方法。进入新世纪，森林资源调查提出了诸多新要求，如林业专项调查实践活动的蓬勃开展

论文正文：

第一章讨论了

在许多基于概率的传统抽样方法中，每种抽样方法都有其优缺点。斯特曼认为，评估抽样方法有六个[2]标准:可变性、方差确定的复杂性、空、实施的容易程度、抽样成本和适应性。森林资源调查中常用的四种传统概率抽样方法存在以下缺陷[3]: ①除分层抽样外，样本单位变异性强，抽样精度低；(2)除系统采样外，采样点空分布不均匀，导致调查因子空之间相关性强，样本代表性下降。(3)除简单随机抽样外，该抽样方案对抽样过程中常见的事故适应性不强，如抽样框变化、抽样单位无响应等。④除简单随机抽样外，抽样成本相对较高。随着我国森林资源调查要求的提高，许多传统抽样方法的适应性越来越弱。鉴于此，迫切需要设计一种统计基础严格、效率高、成本低、适应性强的抽样方法。空空间平衡采样是由俄勒冈大学统计系史蒂文斯于1997年在[4]首次提出的。该方法使样本空之间的模式和研究群体空之间的模式近似，同时可以考虑非活动样本单元对采样方案的影响，利用地理信息系统平台空进行平衡采样在森林资源调查中具有很大优势。本文在地理信息系统平台的技术支持下，采用传统采样方法和空之间的平衡采样方法进行模拟试验。通过对绩效评价指标计算结果的分析，比较了两种抽样方法的优势。为林业发展提供参考依据。

1.1研究意义
森林资源受到人类活动和自然灾害的影响，其数量、质量和分布正在发生动态变化。为了管理、管理、保护和充分利用森林资源，有必要定期和不定期进行森林资源调查，及时掌握森林资源状况，了解森林资源的消长动态。随之而来的各种森林资源调查技术成为学者和专家关注的焦点。新中国成立后，我国的森林资源调查才得以发展。20世纪50年代初，森林资源调查主要是用经纬仪或罗盘进行的。这一阶段基本上是我国森林资源调查队伍和调查技术从零开始的摸索和开拓阶段。20世纪50年代中期，开展了森林导航空调查、森林导航空调查和地面综合调查，从而建立了以航空空照片为手段的基于目视调查的森林调查技术体系。20世纪50年代末，引入了用角规测量树木的技术。基于数理统计的抽样技术是在20世纪60年代中期引入的，这是中国森林调查技术的一个重大突破和转折点[6]。自1977年以来，我国许多县市建立了较为完善的森林资源调查体系。该系统由三部分组成:连续森林清查(第一类清查)、森林资源规划和设计调查(第二类调查)和森林经营设计调查(第三类调查)。第一类清查主要采用系统抽样的方法，在总体范围内安排固定的样地，并定期(每隔5年)进行复查。第二类调查以县(林业局、林场)为单位，主要采用小班分区调查的方法，分别找出山顶地块总体范围内的森林资源，并采用抽样调查控制[1]的总蓄积量。
对于三种类型的调查，生产实践中通常使用高强度取样和现场测量。除了第一类调查的系统抽样外，在第二类调查和第三类调查中，林业工作者通常采用简单随机抽样、分层抽样和整群抽样三种抽样方法。1996年以后，国家林业局修订了一级清查和二级调查技术规程，增加了[生态条件监测内容。反映森林生态条件的群落结构、森林层结构、自然性、森林生存力、病虫害等因素已被列入一级清查技术规程。第二类调查增加了社区结构和自然度调查内容。21世纪初以来，随着国家林业建设重心的转移和城市化进程的加快，除了一类和二类定期调查外，还大力开展了野生动物调查、湿地保护、荒漠化监测、风景林美调查等多项林业专项调查。随着调查类型的变化、调查内容的增加和调查精度要求的提高，调查成本急剧增加。同时，随着林区社会经济条件的变化，森林调查过程中样本框架变化和样本单位无响应现象日益突出。另一方面，森林资源调查中的许多因素，如森林种类、树种、土地类型和郁闭度，都与空之间的位置有关，不是纯粹的随机变量，而是具有随机性和结构性双重属性的区域变异变量。我国现行的森林资源调查方法是基于经典统计学，研究随机变量的变化规律。在研究个体、群体和社区之间的异质性空或空之间的自相关方面存在许多缺陷。在生产实践中，空之间存在相关性强、适应性差的缺陷。
因此，设计一种统计基础严格、效率高、成本低、适应性强的抽样方法已成为林业勘测设计工作者的一项紧迫任务。空空间平衡采样(SBS) [4]结合了随机采样和系统采样的优点，强调采样点提取的随机等概率和空上的平衡分布。SBS采样可以产生这样的采样方案，即样本的空模式类似于研究人群的空模式，并且可以考虑非反应样本单元对采样方案的影响。利用地理信息系统平台在空之间进行均衡采样，在建立采样框架、可视化采样方案、便于采样点的定位和搜索方面具有很大优势。基于地理信息系统平台的空平衡抽样方法为解决新形势下森林抽样调查面临的问题提供了新的机遇。

1.2 空国内外平衡采样研究现状
由于土地面积广阔，森林、草原、野生动植物等自然资源丰富，居民环保意识高，劳动力成本高等因素，以美国为代表的欧美统计学家和自然资源管理者自20世纪70年代以来对采样设计进行了深入研究。史密斯(1978)回顾了抽样设计的统计基础[8]。s·rndal(1978)指出了基于模型的抽样推理方法在大规模自然资源调查中的缺点，[9]。Brus和Gruitjer (1993)比较和分析了[土壤调查中基于模型的采样推理方法和基于设计的采样推理方法的理论差异和技术优缺点。斯特曼(1999)提出了评估抽样方法的六个标准，并使用这些标准来比较和分析传统的抽样方法，如简单随机抽样、系统抽样、分层抽样和[2]。Lesser (2001)研究了自适应采样策略，即采样点属于私有财产范围，采样单位不能进入[11]。奥克利、托马斯和弗奇(2003)提出了自然资源长期监测的基本原则。这些原则包括调查因素的空相关性、采样帧的变化、无响应的采样单元等因素。[12]。Kissling和Carl (2008)研究了自然资源调查中的空自相关现象及其对调查精度的影响，[13]。
在总结以往研究成果的基础上，美国俄勒冈大学统计系史蒂文斯于1997年提出了空平衡抽样(SBS)的概念，并讨论了SBS的统计基础。米切尔，Csillag和Tague(2002)研究了地理信息系统在建立采样框架、可视化采样方案和促进采样点的定位和搜索方面的技术优势，[14]。史蒂文斯和奥尔森(2003)研究了反向随机四分之一递归网格算法的工作步骤[15]，该算法在空之间进行平衡采样。史蒂文斯和奥尔森(2004)研究了用于空之间平衡采样的通用随机网格分层算法(GRTS)及其工作步骤，并对[16]进行了案例研究。由于专业背景的限制，史蒂文斯、奥尔森等人没有对GRTS和RRQRR算法的地统计学基础进行深入研究。对于空之间的平衡采样方法的性能评价指标，仅使用沃罗诺伊多边形面积方差的比值来衡量空之间的平衡采样效率。对于空之间平衡采样法的评价方法，主要选择简单随机采样作为参考对象，强调计算机屏幕模拟评价，缺乏大量的现场验证。

1.3研究内容、方法和组织结构..............................12-14
1.3.1主题来源..............................12
1.3.2研究方法和内容..............................12
1.3.3技术路线..............................12-14
第二章抽样理论和方法..............................14-22
2.1传统采样技术简介采样技术简介..............................14-18 [/BR/] 2.2空平衡采样技术介绍..............................18-19 [/BR/] 2.3空简介..............................19-22[/ Br/] 2.3.1空平衡采样的基本思想..............................19
2.3.2空平衡取样的工作步骤..............................19-22
第三章地质统计学..............................22-25
3.1地质统计学概念..............................22
3.2地质统计学理论基础..............................22-23
3.3地质统计学的发展地质统计学在..............................23
3.4..............................23-25
第四章基于地理信息系统的森林调查因子地统计学分析..............................25-33
4.1研究背景..............................25
4.2研究领域概述..............................25-26
4.3研究方法..............................26-29
4.4结果和分析..............................29-32
4.5结论和讨论..............................32-33
第五章基于地理信息系统和遥感数据的城市绿地采样方法..............................33-40
5.1研究背景:..............................33
5.2研究领域概述..............................33-34
5.3研究材料和方法..............................34-38
5.4结果和分析..............................38-39
5.5结论和讨论..............................39-40
第六章基于地理信息系统的森林资源调查模拟采样软件的性能...................40-48
6.1中国森林资源抽样调查技术发展简介..............................40-41
6.2采样模拟软件的基本功能..............................41
6.3通用采样模拟软件简介..............................41-45
6.4..............................45-46[/比尔/] 6.5..............................46-48

结论

基于不同模拟软件的不同采样方法概述了国内外森林资源调查采样技术的应用现状，介绍了几种基于经典统计理论的传统采样方法。进入新世纪，森林资源调查提出了许多新的要求，如大力发展林业专项调查实践活动、增加调查内容、提高调查精度要求等。，所有这些都导致了调查成本的急剧增加。另一方面，森林资源调查的许多因素，如森林种类、树种、土地类型和郁闭度，都与空之间的位置有关，不是纯粹的随机变量，而是具有随机性和结构性双重属性的区域变异变量。同时，森林资源调查过程中的不确定因素越来越明显。所有这些都对传统的采样技术提出了新的挑战。[/k0/]之间的均衡采样是自然资源调查领域广泛存在的空之间自相关性和不确定性问题的一种新的解决方案。本文通过阐明空之间平衡采样算法的地统计学基础，构建采样性能评价指标，选取宣武区绿地、紫金山国家森林公园等典型研究对象，在地理信息系统平台的技术支持下，采用传统采样方法和空之间的平衡采样方法，进行仿真试验，从而对两种方法的性能进行对比分析。研究结果表明:
(1)森林资源调查中的地统计学分析表明，森林调查中的许多因素具有相对共同的空相关性，不是纯粹的随机变量，而是区域化变量。现有的森林资源调查抽样方法是基于经典统计学，研究纯随机变量的变化规律。在地质统计学理论基础上探索新的采样方法是林业工作者的一项紧迫任务。
(2)地理信息系统平台技术支持的计算机、遥感数据和模拟采样软件的结合，使传统的森林资源地面采样调查转化为计算机屏幕采样方法，能够快速、准确地获取各种信息，克服了传统方案人力物力消耗大、时间成本高的缺点。[br/]
参考

[1]曾微生，周有明。《一级和二级森林资源调查中的主要问题及对策》，[，2003年。22(4):8-11。
[2]斯特曼诉专题地图精度评估的基本概率抽样设计[J]。国际遥感杂志，1999，20(12):2423–2441。[/比尔/] [3]冯时永。[抽样调查的理论与实践。上海:上海科学技术出版社。1996.
[4]小史蒂文斯，基于可变密度网格的连续空间种群抽样设计，[。环境计量学。1997年，8:164–195。
[5]刘三平、李莉、曾微生。关于完善地方森林资源监测系统的思考[[]. 2011，30(3):1-4 .
[6]白李江、彭道里、俞晓红。《中国森林资源调查技术发展研究》，[，2005，(1):4-7。
[7]刘安兴，蔡亮亮，佘广辉。新《森林资源二类调查条例》应用分析[。南京林业大学学报(自然科学版)。2006.30(2):127-130。
[8]史密斯。抽样调查的基础:回顾[。皇家统计学会杂志，1976，139: 183-204。
[9]S . n dal .基于设计和基于模型的调查抽样推断[.斯堪的纳维亚统计杂志，1978，5: 27-52。
[10]布鲁斯·德·格鲁伊杰《基于设计与基于模型的空间方法估算:环境土壤科学中的理论与应用》，[，1999年。环境计量学，1993，(4):123–152。