面向对象的优势树种类型信息提取技术

森林植被优势树种类型信息的提取是遥感影像分类中的难点.面向对象分类方法是用高空间分辨率遥感数据实现精确类型信息提取的新方法.本文以2013年Quickbird影像作为基础数据,选择福建省三明市将乐林场为研究区,采用面向对象多尺度分割方法提取耕地、灌草地、未成林造林地、马尾松、杉木和阔叶树等类型信息.分类特征融合植被的光谱、纹理和多种植被指数3类特征信息,建立类层次结构,对不同层次分别用隶属度函数和决策树分类规则,最终完成分类,并与只用纹理与光谱特征相结合的方法进行对比.结果表明:融合纹理、光谱、多种植被指数的面向对象的分类方法提取研究区优势树种类型信息的精度为91.3％,比只用纹理和光谱的方法精度提高了5.7％.     

基于QUEST决策树兼容多源数据的淡水沼泽湿地信息提取

以三江平原东北部为例,探讨了中国典型淡水沼泽湿地信息的提取方法.利用TM卫星影像数据,基于半方差分析和z检验方法对比研究区典型地物不同尺度的各种纹理特征,从而遴选最优的窗口大小、纹理特征及其派生波段以提高地物之间的可分性.采用快速、无偏、高效统计树(quick,unbiased,and efficient statistical tree,QUEST)算法集成遥感影像的光谱特征、多尺度纹理特征和地学辅助数据建立研究区湿地信息提取的决策树模型.基于实测的GPS样本点采用混淆矩阵的方法对分类结果进行精度验证,并与传统的最大似然监督分类方法(maximum likelihood classification,MLC)进行对比.结果表明,基于QUEST的决策树分类结果的总精度和Kappa系数分别为84.58%和0.816,分类精度较MLC监督分类方法有明显提高,是内陆淡水沼泽湿地信息提取的有效手段.     

基于C5.0的钱塘江流域地区土地利用/覆被信息提取研究

选取钱塘江中游地区约348 km²为实验区,综合归一化植被指数、纹理信息和数字地形模型(DEM)派生的高程、坡度等辅助数据,对SPOT5影像的光谱特征进行扩展,建立基于C5.0算法的模型,实现对土地利用信息的自动提取,并将分类结果与基于传统像元的最大似然分类结果作比较。结果表明,训练样本的有效性和辅助特征数据的参与可排除干扰信息;随着样点数量的增加,分类精度提高;决策树向决策规则的转化,能够在保证精度的基础上使规则更易理解;利用C5.0算法的总精度达到94.68%,较最大似然分类法提高了7.37%,有效实现了高精度分类,是保证钱塘江流域地区土地利用遥感信息快速准确提取的方法之一。     

基于可见光植被指数的面向对象湿地水生植被提取方法

利用ESP分割工具确定最佳分割尺度,通过多尺度分割算法创建最优分割影像,基于微型无人机影像数据生成可见光植被指数,从一系列可见光植被指数中选取一组最优植被指数,建立决策树规则,利用隶属度函数对研究区自动分类,生成水生植被分布图.结果表明: 监督分类法的总体精度为53.7%,面向对象分类法总体精度为91.7%,与基于像元的监督分类法相比,面向对象分类法显著改善了影像分类结果,并大大提高了水生植被提取精度,监督分类法的Kappa系数为0.4,而面向对象分类法的Kappa系数为0.9.这表明利用微型无人机数据生成的可见光植被指数结合面向对象分类方法提取水生植被在该研究区是可行的,并能够应用到其他类似区域.     

基于中分辨率TM数据的湿地水生植被提取

利用湿地水生植被生长旺盛、光谱反射较强、光谱信息比较丰富的8月份中分辨率Landsat TM和ETM+多光谱遥感影像,采用面向对象的分类方法,进行野鸭湖湿地水生植被的提取。研究表明:在提取过程中,通过对原始影像进行主成分变换和穗帽变换,将主要信息与噪声分离,不仅减小了数据冗余和波段间的相关性,而且增大了影像上湿地水生植被与其他地物类型光谱和空间信息的差异性,并结合野外水生植被光谱特征分析,选择归一化植被指数NDVI与归一化水体指数NDWI辅助分类,构建特征波段或波段组合,然后,确定适当的隶属度函数和阈值范围,构建分类决策树,完成湿地水生植被的自动分类,提高了影像分割与面向对象分类的精度,取得了较为理想的湿地水生植被提取结果。2002年和2008年两景影像的总体分类精度分别达到86.5%和85.44%,表明中分辨率TM影像可以满足湿地水生植被提取的需要,又因为其具有较高的波谱分辨率、极为丰富的信息量、相对较低的价格、长时间序列,可以作为近20a湿地水生植被提取和动态变化监测的主要数据源。     

基于OverFeat模型的长江口南汇潮滩植被分类

潮滩地带环境复杂多变, 有些植被之间光谱特性相似, 为了解决植被精细分类精度不高的问题, 利用基于ImageNet预训练的卷积神经网络OverFeat模型, 以高分二号(GF-2)卫星遥感影像作为实验数据, 对长江口南汇潮滩不同生长状态的植被进行了深度特征提取, 然后将模型训练好的深度特征输入到支持向量机(SVM)分类器中, 得到植被分布信息。研究结果表明, 与基于光谱特征的SVM分类方法相比, 文章所用方法的分类精度更高, 总体精度可达96.08%, 证明了使用基于ImageNet数据集的预训练卷积神经网络对不同生长状态的植被可以实现较好的识别。     

基于不同决策树的面向对象林区遥感影像分类比较

面向地理对象影像分析技术(GEOBIA)是影像分辨率越来越高的背景下的产物.如何提高高分辨率影像分类精度和分类效率是影像处理的重要议题之一.本研究对QuickBird影像多尺度分割后的对象进行分类,分析了C5.0、C4.5、CART决策树算法在林区面向对象分类中的效率,并与kNN算法的分类精度进行比较.利用eCognition软件对遥感影像进行多尺度分割,分析得到最佳尺度为90和40.在90尺度下分离出植被和非植被后,在40尺度下提取不同类别植被的光谱、纹理、形状等共21个特征,并利用C5.0、C4.5、CART决策树算法分别对其进行知识挖掘,自动建立分类规则.最后利用建立的分类规则分别对植被区域进行分类,并比较分析其精度.结果表明: 基于决策树的分类精度均高于传统的kNN法.其中,C5.0方法的精度最高,其总体分类精度为90.0%,Kappa系数0.87.决策树算法能有效提高林区树种分类精度,且C5.0决策树的Boosting算法对该分类效果具有最明显的提升.     

基于环境星与MODIS时序数据的面向对象森林植被分类

林区地形复杂、植被分布无序,且森林植被光谱信息相近,因而森林二级类型边界的确定成为土地覆盖遥感分类的难点。选择吉林省东部山区为研究区,以环境星影像(HJ-1 CCD)和中等分辨率成像光谱仪(MODIS)时序数据为基础,采用面向对象的分类方法进行森林植被类型的提取。分类特征参数主要选取了HJ-1 CCD的光谱和纹理特征,以及MODIS时序数据的物候特征。研究区总体分类精度为91.5%,Kappa系数为0.88,森林二级类型的分类精度均较高,其中落叶阔叶林的制图精度达到了97.1%。所用的面向对象分类方法与未加入物候特征的面向对象分类方法相比,森林二级类型的分类精度得到大幅度提高。     

基于气候分区与遥感技术的大兴安岭湿地信息提取

针对高山湿地遥感研究的复杂性,本文提出了一种基于气候分区、面向对象分层分割的高山湿地遥感提取方法。利用MODIS归一化植被指数(NDVI)时间序列及数字高程模型(DEM)数据,在气候分区的基础上采用面向对象分类方法,进行大兴安岭地区的湿地遥感提取,并分析了2001—2013年大兴安岭湿地的时空动态变化及成因。结果表明:基于MODIS影像综合特征的面向对象方法,比基于像元的最大似然法和Logistic模型法提取湿地信息的精度更高,面向对象方法提取大兴安岭湿地制图精度为82%,Kappa系数为0.74;2001年大兴安岭地区湿地面积为414.89×104hm~2,2013年湿地面积为340.39×104hm~2,13年间湿地面积总体呈减少趋势;不同地区湿地增减趋势不同,湿地增加区域主要分布在塔河县和呼玛县,是由于2013年降雨量高于2001年降雨量引起的,而湿地农田化导致分布在甘南县和龙江县的湿地减少。研究成果将为高山湿地时空动态信息提取提供技术支持。     

基于无人机影像与面向对象-深度学习的滨海湿地植物物种分类

明确滨海湿地植物物种类型及其分布状况是实现滨海湿地精细化生物多样性监测的基础,对于滨海湿地的保护管理与生态可持续发展均具有重要意义。本研究以无人机可见光遥感影像为基础数据源,在定量分析最优分割尺度与最优分类特征组合的基础上,应用面向对象-U-net深度学习方法对闽江河口湿地植物物种类型进行分类,并与K最近邻、决策树、随机森林和贝叶斯分类方法进行精度对比分析,以期为滨海湿地植物物种遥感精细分类与生物多样性保护管理提供方法借鉴与科学参考。研究结果表明,利用面向对象-U-net深度学习方法提取不同滨海湿地植物物种类型的分类精度可达95.67%,总体精度较其他分类方法提高6.67%–13.67%, Kappa系数提高0.12–0.31,且分类整体性好。此外,实现植物物种光谱特征、形状特征、纹理特征与高度特征的最优特征选择对于有效提高湿地植物物种信息分类精度具有重要作用,应用最优分割尺度实现影像分割可提高整体分类效率。     

放线菌分类地位的变迁及其系统学研究最新进展

放线菌是目前细菌域最大的谱系之一,门下物种繁多。放线菌作为人类生产和生活极为密切的微生物类群,其强大的代谢产物编码能力为人们所共识。放线菌系统学是以实现对放线菌进行分类、鉴定、命名为目标的基础学科,因此它是放线菌资源研究和开发利用的重要理论基础。近期,我们放线菌资源与利用团队对2009年版放线菌分类系统再次进行了更新和修订,并被国际权威分类学期刊IJSEM杂志接受发表,进一步巩固了我国在本领域的国际领先地位。重点对放线菌的概念演变、分类地位变迁,以及放线菌系统学研究的最新进展做全面概述,并对其未来发展方向进行了展望,以供国内从事本领域研究的同行参考。     

Synopsis ofGalago species characteristics

At the time of the symposium, “Variability Within the Galagos,” at the 1986 IPS Congress, most participants were still using Hill’s (1953) classification and nomenclature of galago species. All participants expressed some degree of dissatisfaction with Hill’s species groups. Many described how it was proving increasingly problematic and inadequate as a means to organize newly collected laboratory, museum, and field data. By the end of the symposium, a consensus about species diversity had emerged which synthesized the current state of knowledge about galagos. The consensus of the participants was that the 11 species, identified by Olson (1979, 1986), most closely approximates the available data about galago species diversity. The 11 species are described.     

Pyrolysis mass spectrometry characterisation and numerical taxonomy ofAeromonas spp.

Reference strains (2) and 29 isolates ofAeromonas spp. from clinical material and environmental specimens were characterised in traditional biochemical tests, and in pyrolysis mass spectrometry, which gives data reflecting whole-cell composition. Numerical taxonomic analyses of the data sets were compared with conventional identification at species level, and pathogenic potential, as inferred from the origin of the isolates. Clustering with conventional test reaction patterns showed, for each of the species represented, a clearly defined core group of typical isolates, surrounded by a halo of aberrant strains. One further cluster comprised strains intermediate betweenA. caviae andA. hydrophila, and one strain was grossly atypical in both analyses. Clustering from pyrolysis data corresponded less well with species identification. Broadly, the biochemical division between core and halo strains was supported in pyrolysis forA. caviae andA. sobria, but the main group ofA. hydrophila in pyrolysis comprised strains clustering in the core and halo groups of this species, and three strains intermediate betweenA. hydrophila andA. caviae in biochemical tests. Two further pyrolysis clusters comprised core and halo strains ofA. hydrophila. However, pyrolysis clustering correlated well with inferred pathogenicity, showing four clusters of probable pathogens, six clusters of probable nonpathogens, and one two member cluster of doubtful status. Most strains that clustered in the species haloes, or in species-intermediate groups in biochemical tests, were non-human isolates, or were isolated in the absence of symptomatic infection. The correlation of inferred pathogenicity with biochemical clustering was poorer than that with pyrolysis clustering.Abbreviations CTRP conventional test reaction pattern - PyMS pyrolysis mass spectrometry     

Reconciling classical and molecular phylogenies in the stichotrichines (Ciliophora, Spirotrichea), including new sequences from some rare species

We performed a comparative morphological and molecular study on oxytrichid and urostylid stichotrichs (=part of the former hypotrichs). Included are new small subunit (18S) ribosomal RNA (rRNA) gene sequences from five rare oxytrichids (Gonostomum namibiense, Cyrtohymena citrina, Hemiurosoma terricola, Onychodromopsis flexilis, Orthoamphisiella breviseries) and published sequences, based on cultures provided by the senior author, of two key stichotrichid genera, viz., Gastrostyla and Engelmanniella. These and other sequences, altogether 27 species representing 23 genera, were used to analyze how 18S rRNA-based phylogenetic trees can be reconciled with the morphological and ontogenetical data. In 18S rRNA trees, the oligotrichine family Halteriidae invariably clusters within the oxytrichid clade, usually near Oxytricha granulifera, type species of the genus. This position is hardly supported by morphological and ecological evidence and, especially, it contradicts the current ontogenetic findings; possibly, it is an artifact caused by taxa undersampling and/or special molecular evolutionary events. In contrast, most morphological and DNA sequence data of the stichotrichs can be harmonized with the CEUU (Convergent Evolution of Urostylids and Uroleptids) hypothesis which suggests that the urostylid midventral pattern evolved from an oxytrichine ancestor, developing a second time within the Oxytrichidae. The systematic position of one of the two key genera could be clarified with the 18S rRNA sequences: Gastrostyla is a stylonychine oxytrichid. Based on the molecular data and a reassessment of ontogenesis, a new genus, Styxophrya nov. gen., is established for Onychodromus quadricornutus Foissner, Schlegel & Prescott, 1987.     

The familial and subfamilial relationships ofApocynaceae andAsclepiadaceae evaluated withrbcL data

Sequence data for therbcL gene from twenty-four taxa of the familiesApocynaceae andAsclepiadaceae were cladistically analysed in order to evaluate the existing familial and subfamilial classification. The taxa sampled represent all described subfamilies and a majority of the described tribes. The cladistic analysis shows that theAsclepiadaceae are nested within theApocynaceae. An amalgamation of the two families is therefore recommended. The subfamilial classification is also in need of revision: the subfamiliesPlumerioideae andApocynoideae of the current classifications are paraphyletic, as are many of the tribes. Potential subfamily candidates and characters traditionally used in the classification are discussed.     

伞形科山芹属叶表皮微形态特征研究

利用扫描电镜技术对伞形科山芹属(Ostericum Hoffm.)9种2变种(21居群)植物叶表皮微形态特征进行了观察分析。结果显示:山芹属植物叶片上表皮表面均较平滑,细胞轮廓清晰或不清晰,若细胞轮廓可见则为多边形与不规则形;初级蜡质纹饰为较密集的粗(细)条状,部分种类具有单层或双层脊状二级纹饰或有颗粒状或分枝状附属结构;下表皮亦有类似蜡质条状纹饰,均匀分布或集中在气孔周围或凹凸部位,气孔器形状多为椭圆形(偶见梭形),内外拱盖表面粗糙或光滑。上述研究表明,山芹属叶片微形态特征具有良好的种内稳定性和种间多样性,尤其是初级纹饰的宽度及排列密度、二级纹饰以及气孔器形状等特征,可为山芹属植物种间和种下的近缘类群亲缘关系与分类修订提供形态学依据。     

A genetic classification of potato cultivars based on allozyme patterns

Summary A total of 25 potato isozymes were characterized by the numbers and relative mobilities of their allozymes, the subunit number, the subcellular localization, and the patterns of tissue expression. Using hierarchically ordered phenotype arrays at 9 of these isozymes, we were able to construct a dichotomous classification table for a total of 74 potato varieties, including those of most agronomical interest in Europe and North America.     

瘤足蕨属(Plagiogyria)植物叶柄和羽片横切面解剖学特征及分类学意义

该文采用光学显微镜,首次对九种瘤足蕨属植物的叶柄和羽片横切面进行了解剖学比较研究。结果表明:九种瘤足蕨属植物在叶柄中部横切面的表皮、基本组织和中柱以及营养叶羽片的表皮、叶肉和主脉等结构特征是相似的,如叶柄中部横切面的表皮不被毛或是鳞片,表皮细胞形状呈类圆形,具有厚壁组织,中柱为周韧型维管束;营养叶羽片横切面的气孔只分布于下表皮,表皮细胞形状呈扁平状,主脉的结构类型属于周韧型维管束。在系统的演化中,瘤足蕨与桫椤科植物有一定的亲缘关系,两者既有相似的特征但也表现出一定的差异,支持瘤足蕨属是一个自然分类的观点。九种瘤足蕨属植物叶柄中部横切面形状有梯形、椭圆形和三角形,叶柄中部横切面维管束的形状成"U"字形、"V"字形或"品"字形;维管束数目1个或3个;维管束结构中的木质部成"八"字形、"U"字形或"一"字形;羽片主脉下侧形成了以三角形、弧形或梯形的突起;叶柄中的木质部形态有两种,即典型的海马形状以及非典型的海马形状,其中典型的海马形状的特点为叶柄的木质部两侧都呈现弯曲成钩的形态,非典型的海马形状特点为2个木质部束的两侧都未出现弯曲成钩的形态或者是其中的一个木质部一端无弯曲成钩的形态,这些形态解剖特征稳定且具类群特异性,为瘤足蕨属植物的分类和系统学研究提供了新的依据。同时,依据其叶柄和羽片横切面解剖叶柄学特征列出了瘤足蕨属植物分种检索表。