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《机载激光雷达平均树高提取研究(I)》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第12卷第1期遥感学报Vol.12,No.12008年1月JOURNALOFREMOTESENSINGJan.,2008文章编号:100724619(2008)0120152207机载激光雷达平均树高提取研究庞勇,赵峰,李增元,周淑芳,邓广,刘清旺,陈尔学(中国林业科学研究院资源信息研究所遥感室,北京100091)摘要:为了研究机载激光雷达(LiDAR)树高提取技术,以山东省泰安市徂徕山林场为实验区,于2005年5月进行了机载LiDAR数据获取和外业测量。通过对LiDAR点云数据的分类处理,分别得到了试验区的地面点云子集、植被点云子集和高程归一化的植被点云
2、子集。基于高程归一化的植被点云子集计算了上四分位数处的高度,与实地测量的数据进行了比较,并结合中国森林调查规程进行了实用性分析。结果表明:对于较低密度的点云数据,使用分位数法可以较好地进行林分平均高的估计;机载激光雷达技术对树高估计是可行的,精度都高于87%,总体平均精度为90.59%,其中阔叶树的精度高于针叶树。该试验精度可以满足中国二类森林调查规程中平均树高因子的一般商品林和生态公益林的精度要求,对国有商品林小班的调查精度要求(5%)存在一点差距,需要在国有商品林区进一步开展验证工作。对本试验区而言,已经可以满足其作为森林公园生态公益林的调查要求。关键
3、词:LiDAR;点云数据;上四分位数;树高中图分类号:TP79/S7文献标识码:A林业上的应用。小脚印的激光雷达系统已经成功地[5]1引言用于大范围的森林资源清查中,星载大脚印激光雷达已经在轨运行并成功地进行了全球的数据[6]中国林业的一类、二类森林资源清查,在传统的获取。调查和处理方法的基础上,不断改革,科技含量不断Nelson等通过计算冠顶和地面回波之间的距离[1]增加,使中国的森林资源监测水平得到了前所未有计算了树高,精度达90%以上。马里兰大学地理的发展。但林木高度信息的获取一直未能获得突系Dubayah等人与NASA2GSFC合作提出了星载植破,
4、主要靠人工获取,大大限制了遥感技术在森林调被激光雷达系统(VCL)计划,该计划的机载实验系查中的应用,也降低了遥感在估测森林蓄积量、生物统(LVIS)在美国、加拿大、澳大利亚等多个国家进量、森林结构等方面的精度,从而使得遥感仅能获得行了成功的实验,发展了森林激光雷达回波波形处[7,8]一些定性的信息,不能定量获取森林参数。激光雷理的方法并进行了验证。达LiDAR(LightDetectionandRanging)是近年来国Lefsky等人对多种先进的遥感数据进行了比较际上发展十分迅速的主动遥感技术,在森林参数的研究,包括多时相的LandsatTM数据、高空
5、间分辨定量测量和反演上取得了成功的应用。激光雷达具率的机载ADAR数据、机载高光谱AVIRIS数据和有与被动光学遥感不同的成像机理,给林业遥感带机载激光雷达SLICER数据,结果表明激光雷达数来了重大突破,对植被空间结构和地形的探测能力据反演出的树木结构参数精度最高。并指出,尽管很强,特别是对森林高度的探测能力,具有其他遥感目前激光雷达只有采样数据,但与其他影像数据结数据无法比拟的优势。合使用将大大提高林业遥感的精度,将来随着星载[9]近20年来,研究者发展了许多用激光雷达数据激光雷达系统的实施,必能取得更广泛的应用。[1—4]反演林木参数的算法,极大推进
6、了激光雷达在本文以山东省泰安市徂徕山林场为实验区,于收稿日期:2006209227;修订日期:2007202207作者简介:庞勇(1976—),男,2000年获中国林科院资源信息所森林经理专业硕士学位,2006年获中国科学院遥感应用研究所地图学与地理信息系统专业博士学位,现在资源信息所遥感室工作。主要从事合成孔径雷达和激光雷达对地观测机理和森林参数定量反演等方面的研究。E2mail:caf.pang@gmail.com。第1期庞勇等:机载激光雷达平均树高提取研究1532005年5月进行了机载LiDAR数据获取和外业测GeoXT)进行差分定位。样地形状以矩形
7、或圆形为量。通过对LiDAR点云数据的处理,基于高程归一主。样地的选择主要考虑树种、树龄、郁闭度等因化的植被点云子集计算了局地最大值、上四分位处素,试验区内共选择样地33块。的高度和平均高度,利用分位数法对林分平均高进林分平均高采用断面积加权法计算,计算公式行了反演。如下:k2研究数据与方法∑higii=1H=(1)k2.1实验区概况∑gii=1式中,hi为第i株林木的树高,gi为第i株林木的胸试验区选在山东省泰安市徂徕山林场,林场位高断面积,k为林分株数。于鲁中泰沂山区,东经117°16′—117°20′,北纬36°02′—36°07′。徂徕山位于泰沂山
8、脉南侧,孤立于平2.4LiDAR估测树高基本原理原,主脉东西走向,
