若干生态参数数字图像测量方法的研究

　　在林业科学研究中，精确的计量方法、合理的实验设计、规范的操作要领和严谨的科学态度是对林业科学研究的基本要求，特别是有关研究参数的数字化测量已成为推动林业研究不断创新的重要基石。赵廷宁的《若干生态参数数字图像测量方法的研究》创新性地提出了采用计算机、扫描仪、数码相机等已广泛普及的常用办公设备，量测常规生态参数的新思路。全书系统地完成了树木年轮宽度、林分郁闭度、土壤侵蚀速率数字图像测量方法的集成研究，并采用公认的测量设备对各方法的测量精度、效率和成本费用进行了对比研究。取得满意测量精度后，在生产实践中完成了各方法的初步应用研究，均获得了很好的研究成果。该类方法充分体现出了精度高、易操作、成本低、设备易便携等优点，更重要的是破除了设备不足对多个小组同时开展研究工作的限制，大大提高了计算机、扫描仪等常用办公设备的使用效率，切实增强了有关数字图像的保存和利用价值。更重要的是，《若干生态参数数字图像测量方法的研究》所提出的应用常用办公设备完成相关生态参数测量的新思路，随着办公设备的数字化、现代化水平的不断提升，必将有更多的同类研究成果问世并得到应用。相信经过更多研究工作者的共同研究探索和创新完善，一定能够推动林业研究工作更大的进步。

　　祁有祥（1980-），男，汉族。2009年毕业于北京林业大学，获博士学位，主要研究方向为林业生态、水土保持、荒漠化防治、工程绿化等。在攻读研究生期间，参与了“十一五”国家科技支撑计划——黄土高原丘陵沟壑半干旱区水土保持抗旱造林及径流林业技术试验示范项目、环北京地区（首都圈）防沙治沙应急技术研究与示范——燕山丘陵山地（河北丰宁）防沙治沙技术示范区资助项目、“十五”科技攻关课题“宁夏河东沙地退化草场植被恢复与风蚀沙化防治技术示范’区（盐池）”资助项目、“十五”国家科技攻关项目子专题“草地植被恢复与草场管理技术研究”、北京市公路生态绿化研究项目等。参与了《全国林业生态建设与治理模式》编写工作，先后在《北京林业大学学报》、《中国水土保持科学》、《林业资源管理》等核心期刊发表学术论文15篇。毕业后，在北京市园林绿化局研究室工作至今，主要负责重大课题调研和重要稿件起草工作，先后参加了“生态园林、科技园林、人文园林发展战略研究”、“建设世界城市背景下首都园林绿化发展思路对策研究”、“北京市生态体系建设和功能提升对策研究”等重大课题研究。

第一章  数字图像处理与测量技术
  第一节  数字图像处理技术
    一、数字图像处理技术的发展历程
    二、数字图像获取设备及其性能
    三、数字图像处理的特点
  第二节  近景摄影测量技术
    一、近景摄影测量的特性
    二、近景摄影测量的基本原理与模型
    三、近景摄影测量技术的应用
    四、非量测相机在近景摄影测量中的应用
  第三节  数字图像处理技术在林业中的应用
第二章  数字图像处理与测量相关软件简介
  第一节  数字图像处理软件简介
    一、研发历程
    二、主要功能和应用领域
    三、用于本研究的主要功能
  第二节  计算机辅助设计软件简介
    一、研发历程
    二、主要功能和应用领域
    三、用于本研究的主要功能
第三章  树木年轮宽度数字图像测量方法研究
  第一节  树木年轮资料及其测量方法
    一、树木年轮资料的应用研究
    二、几种年轮宽度测量方法
  第二节  树木年轮宽度数字图像测量方法(FSDI法)
    一、样本处理
    二、样本录入
    三、年轮宽度测量
  第三节  FSDI法精度及效率检验
    一、检验材料
    二、检验内容与方法
  第四节  检验结果
    一、精度检验
    二、测量效率分析
    三、成本费用比较
  第五节   FSDI法在冀北山地气候重建中的初步应用
    一、研究区域概况
    二、理论基础
    三、材料与方法
    四、生长量订正和年轮指数计算
    五、气候重建
  第五节  本章小结
第四章  林分郁闭度数字图像测量方法研究
  第一节  郁闭度测量方法的发展与革新
    一、目测法
    二、绘图法
    三、统计法
    四、仪器观测法
    五、数字图像法
    六、遥感图像判读法
    七、理论计算法
  第二节  林分郁闭度数字图像简易测定法(FLDI法)
    一、设备组成
    二、设备安装
    三、图像获取与处理
    四、郁闭度计算
  第三节  FLDl法检验
    一、检验材料
    二、检验内容与方法
  第四节  检验结果分析
    一、FLDI法测量精度及影响分析
    二、FLDI法测量效率分析
    三、FLDI法成本费用比较
    四、FLDI法稳定性测试
    五、坡地林分郁闭度测量点设置
  第五节  本章小结
第五章  基于侵蚀针的侵蚀速率近景摄影测量方法研究
  第一节  土壤侵蚀监测方法研究进展
    一、国内外土壤侵蚀模型研究
    二、土壤侵蚀测量方法
    三、几种常用土壤侵蚀速率测量设备和方法
  第二节  基于侵蚀针的侵蚀速率近景摄影测量方法(CRPE法)
    一、设备和材料
    二、控制系和侵蚀针布设
    三、数据采集
    四、侵蚀量计算
  第三节  CRPE法室内模拟研究
    一、研究方法
    二、研究内容
    三、结果分析
  第四节  CRPE法的初步应用
    一、示范区自然概况
    二、示范区建设概况
    三、应用研究
    四、结果分析
  第五节  本章小结
第六章  讨论
    一、关于FSDI法
    二、关于FLDI法
    三、关于CRPE法
附录
    附录1  方山实验站年轮样本
    附录2 FSDI法和TRAS法测得5个年轮样本不同测量方向的年轮宽度系列相关趋势和差值分布
    附录3  冀北山地年轮样本
    附录4  方山实验站28个固定样地林冠图像
    附录5  CRPE法试验研究各时段数字图像
    附录6  CRPE应用研究数字图像
参考文献