该研究主要探讨了如何利用优化后的BP神经网络建立香格里拉高山松蓄积量的预测模型。研究中,研究人员选取了香格里拉县的高山松作为研究对象,利用Landsat TM 8卫星影像和DEM(数字高程模型)数据,结合森林资源二类调查数据和地面样地实测数据,来获取森林的相关信息。
在模型构建过程中,研究人员采用了MATLAB平台,分别运用遗传算法(GA)和粒子群算法(PSO)对传统的BP神经网络进行优化。这两种算法都是常见的全局优化方法,能够帮助神经网络找到更好的权重和阈值,从而提高模型的预测精度和效率。
通过对模型的评估,研究发现遗传算法虽然优化效果较好,但其计算时间相对较长,大约需要44小时19分钟,而粒子群算法的优化过程仅需1.4小时,效率更高。在模型性能方面,遗传算法优化后的BP神经网络模型的决定系数(R²)为0.636,均方根误差(RMSE)为4.216 m³,预测精度(P)为81.748%,这些指标均优于粒子群算法优化后的模型。
研究进一步建立了基于遗传算法优化的BP神经网络模型,用于估算香格里拉县高山松的蓄积量。根据模型预测,香格里拉高山松的总蓄积量约为133,178,797 m³。这一结果对于森林管理和生态研究具有重要的参考价值。
该研究强调了在森林蓄积量预测中,优化算法的选择对模型性能的影响。遗传算法和粒子群算法在神经网络优化中的应用表明,选择合适的优化策略可以显著提升模型的预测能力和效率。同时,这种基于遥感数据和GIS技术的建模方法,为其他地区的森林资源评估提供了可借鉴的模式,尤其是在大数据背景下,如何高效、准确地估算森林蓄积量,对于实现可持续森林管理和环境保护具有重要意义。
关键词:高山松,蓄积量,BP神经网络,遗传算法,粒子群算法,森林资源管理
该文是林业科学领域的一篇研究论文,旨在利用先进的数据处理技术和机器学习方法,改进传统模型,提高对森林蓄积量预测的准确性,为林业决策提供科学依据。