基于机载LiDAR回波强度的白桦林LAI反演方法比较研究——毕业论文

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1、基于机载LiDAR回波强度的白桦林LAI反演方法比较研究基金项目：“973”国家重点基础研究发展计划项目(2013CB733400)、国家自然科学基金面上项目(41171274)第一作者：霍达，硕士研究生，森林管理与林业信息工程。E-mail:huohuoda@hotmail.com。责任作者：邢艳秋，博士，教授，森林管理与林业信息工程。E-mail:yanqiuxing@nefu.edu.cn。摘要：森林叶面积指数（LAI）是描述森林冠层结构和树木生长状况的一个重要指标。本文以内蒙古依根地区为研究区，利用机载LiDAR数据对研究区白桦林的LAI进行估测。首先对激光雷达回

2、波进行同束划分，根据回波强度求得单束激光穿透指数（LPIs），之后利用LPIs得到均值LPImean。为了比较LPImean与未分束LPI估测LAI的效果，在4种不同LiDAR数据采样尺度（直径5m、10m、15m和20m的圆）下分别建立了LAI的理论模型和经验模型。通过对比发现：分束LPImean估测LAI的效果明显好于未分束LPI的估测效果，且当LiDAR数据采样尺度为15m时，LPImean的经验模型（R2=0.80，MAD=0.11）和理论模型（R2=0.77，MAD=0.16）的估测结果均达到最佳。最后综合应用最佳经验模型与理论模型共同绘制了研究区的白桦林LAI

3、分布图。关键词：叶面积指数，机载LiDAR，同束激光，回波强度，单束激光穿透指数中图分类号：S758.1文献标识码：AHuoDa1；XingYanqiu1；TianXin2；YouHaotian1；ZhaoChenyang1.ComparisonofLAIretrievalmethodsforBirchforestsbasedonechointensitiesofAirborneLiDAR.1.CenterforForestOperationsandEnvironment,NortheastForestryUniversity,Harbin,150040,P.R.Chin

4、a;2.ResearchInstituteofForestResourceInformationTechniques,Beijing100091,P.R.ChinaAbstract：Forestleafareaindex(LAI)isoneofimportantindicatorsofdescribingtheforestcanopystructureandthetreegrowthstatus.Inthispaper,withYigenofInnerMongoliaregionasastudyarea,theLAIsofBirchforestswasestimatedb

5、yusingairborneLiDARdata.AllofcollectedLiDARechoesweregroupedintomanycategoriesdependingonthelaseremissionstheyweregeneratedfrom，andthenthesinglelaserpenetrationindex(LPIs)wasobtainedbytheechointensityandLPImeanwasobtainedbyusingLPIsaccordingly.TocomparetheresultsofLAIestimationbyusingLPIm

6、eanwiththatbyusingungroupedLPI,thetheoreticalmodelsandtheempiricalmodelswereestablishedrespectivelyinfourLiDARsamplingscales(circlewithdiameter5m,10m,15m,20m).TheresultsshowedthattheLAIestimationfromLPImeanwasobviouslybetterthanungroupedLPI.Bothoftheempiricalmodel(R2=0.80，MAD=0.11)andthet

7、heoreticalmodel(R2=0.77，MAD=0.16)gotthebestLAIestimationaccuracieswhenLiDARsamplescalewasat15m.TheLAIdistributionofBirchforestsinthestudyareawasproducedfinallybycombinationoftheempiricalmodelandthetheoreticalmodelwiththebestaccuracies.Keywords:leafareaindex(LAI);air