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[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
梁勇奇 李明泽 杨瑞霞 耿同 李欢
【目的】使用离散型激光雷达数据反演叶面积指数(LAI)的过程中,数据预处理的关键步骤为激光雷达滤波。穿透指数(LPI)作为反演过程中的重要变量,需要根据点云的类型计算,从而直接受到滤波精度的影响。因此,滤波算法的精度能间接影响到反演LAI的精度。虽然滤波算法不断改进,滤波精度逐渐提高,应用在越来越多的场景,但关于不同滤波算法对反演LAI精度影响的探讨较少。【方法】本文通过对机载LiDAR滤波算法历史、发展和现状的调研,最终选择混合滤波算法(Hybrid)、自适应不规则三角网滤波算法(ATIN)、形态学滤波算法(Morph)和基于坡度滤波算法(Slope)为研究对象;分别使用这4种算法,得到点云中的地面点;根据Beer-Lambert定律,反演帽儿山国家森林公园落叶松林和榆树林的LAI;以经过评估的精度更高的Hybrid算法为标准,计算另外3种算法的滤波精度和LPI偏差;对比分析LAI反演模型的平均精度;最后,通过分析不同误差来源的影响强度,确定了反演LAI时较好的滤波算法。【结果】在最佳的采样半径下,经过Hybrid、ATIN、Morph和Slope滤波算法处理,LAI反演模型的平均精度,在落叶松林,R2分别为:0.900 3、0.876 3、0.892 5、0.877 0;RMSE分别为:0.105 6、0.134 5、0.109 7、0.133 2;在榆树林,R~2分别为:0.914 4、0.903 0、0.887 2、0.900 0;RMSE分别为:0.269 0、0.201 7、0.189 4、0.207 0。在落叶松林,I类误差较大的Morph算法,能保证较高的模型精度;而Ⅱ类误差较大的Slope和ATIN算法对应的反演模型精度较低。【结论】经不同滤波算法处理得到的LAI反演模型精度存在差异,经混合滤波算法处理其对应的LAI反演模型精度更高,形态学滤波算法的滤波精度较低,对应的反演模型精度较高;滤波算法导致的Ⅰ、Ⅱ类误差中,Ⅱ类误差对LAI反演模型的影响更大。
关键词：
激光雷达 叶面积指数 滤波 森林植被
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
孙华 罗朝沁 林辉 严恩萍 罗喜华 罗孝云
叶面积指数（Ｌｅａｆ ａｒｅａ Ｉｎｄｅｘ，ＬａＩ）作为植被冠层结构的重要描述参数之一，能体现植被光合、蒸腾和呼吸作用的能力。借助ＧＰＳ和ＬａＩ－２２００冠层分析仪在攸县黄丰桥林场开展ＬａＩ测量。利用ｅｎＶＩ软件对Ｇｅｏ ｅｙｅ－１数据进行了辐射定标，大气校正和正射校正。通过研究ＬａＩ与Ｇｅｏ ｅｙｅ－１影像波段及其衍生指数的相关性，筛选出２组估算ＬａＩ的指数因子（６个指数因子和１０个指数因子）。应用ｋ－ｎｎ进行叶面积指数反演，同时将反演结果与多元线性回归模型结果进行比较。结果表明：利用２组指数因子进行多元线性回归模型反演ＬａＩ中，６个指数因子的模型决定系数ｒ２为０．３８６，１０个指数因子的模．．．
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
刘婷 苏伟 王成 刘睿 李治 姜方方
以机载ＬｉＤＡＲ离散点云数据为数据源，基于植被冠层孔隙率与叶面积指数的关系，提出一种反演大田玉米叶面积指数的方法。对反演ＬＡｉ和实测ＬＡｉ进行对比分析，结果表明：基于ＡｘｅＬｓｓｏｎ改进的不规则三角格网加密方法可以将地面点和非地面点分开，结合高分辨率影像能够提取出玉米冠层点云；基于孔隙率反演ＬＡｉ，尼尔逊参数的选择对结果影响很大，利用扫描天顶角模拟尼尔逊参数，ＬＡｉ反演结果接近于真实情况。利用机载ＬｉＤＡＲ点云数据能精确地反演大田玉米ＬＡｉ，该研究方法适用于中等高度的农作物，可以扩展到甜菜、甘蔗等其他中等高度农作物。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
席建超 张红旗 张志强
以红壤丘陵典型区千烟洲及其周边为研究区,利用陆地卫星TM图像数据和同期野外实测的37个针叶林样地有效叶面积指数数据,分析了遥感植被指数与湿地松、杉木林、马尾松和针叶林总体之间的相关关系,进而分别建立了遥感植被指数与不同林型针叶林有效叶面积指数间的线性与非线性回归模型.研究表明,遥感植被指数与不同林型针叶林有效叶面积指数存在较好的相关性,但不同林型之间的相关系数存在一定差异;所建立的针叶林有效叶面积指数遥感反演模型以三次曲线回归方程拟合精度最高.
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
谢杰 邢艳秋 尤号田 田昕 安立华 姚松涛
森林叶面积指数(Lai)作为森林的重要结构参数,对于研究森林物质能量交换相关的生理活动具有重要意义。为提高森林Lai的反演精度,本研究充分利用激光雷达点云数据多回波类型之间所含信息的差异,通过对机载激光雷达点云数据预处理后,基于点云数据的多回波类型,共提取了6个激光穿透指数(Lpi),分别与野外样方实测Lai建立线性回归模型用于估测森林Lai。结果发现:单变量估测模型中,基于首次回波强度Lpi(i LPIfirst)模型最好(R2=0.836,Mad=0.091)。多变量模型中,基于首次回波强度Lpi(i
[期刊] 林业科学
[作者]
李海洋 范文义 于颖 杨曦光
针对传统的统计模型方法反演叶面积指数(LAI)具有不稳定、区域不统一性的缺点,本研究从物理机制角度出发,以Prospect,Liberty和Geosail模型为基础,建立查找表从TM影像上反演LAI,并与TRAC实测的LAI比较。结果表明:基于机制模型与查找表的方法反演的LAI与实测的LAI有较好的一致性,实测精度达到83.7%。
[期刊] 中国农业资源与区划
[作者]
刘轲 周清波 吴文斌 陈仲新 夏天 王思 唐华俊
获取农作物叶面积指数（ｌｅａｆ ａｒｅａ ｉｎｄｅｘ，ｌａｉ）及其动态变化对于农作物长势监测和产量估测等应用具有重要的意义。基于冠层反射率模型（物理模型）的ｌａｉ遥感反演方法具有良好的普适性，对地面数据依赖较少，近年来广泛应用于农作物ｌａｉ高光谱反演研究。然而，当物理模型参数取值尽可能准确（代入参数实测值或依据先验知识取值）时，模拟光谱与实测光谱间仍然存在误差，研究称之为＂光谱模拟误差＂。该研究通过比对实测冬小麦冠层光谱与ａＣｒＭ（ａ ｔｗｏ－ｌａｙｅｒ Ｃａｎｏｐｙ ｒｅｆｌｅＣｔａｎＣｅ Ｍｏｄｅｌ）模型最优模拟光谱，展示了光谱模拟误差在各波段、不同样本点的分布规律。据此，根据对光谱模拟误．．．
[期刊] 林业科学
[作者]
何学友 蔡守平 谢一青 熊瑜 曾丽琼 黄金水 丁珌 邹示炎
2011年5月对12年生、树高1.5～2.1m、造林密度为1500株·hm-2的普通油茶进行不同面积剪叶处理,以此模拟病虫等的危害,研究油茶叶片损失对其产量和品质的影响。结果表明:不同剪叶处理对油茶落果率、果实质量、果实鲜出籽率、出仁率、干仁含油率均有一定影响。当叶损失量(剪叶量)为25%,50%和75%时,落果率分别为61.2%,83.8%和84.1%,是对照的1.54,2.11和2.12倍,显著高于对照;而叶损失量为12.5%时,油茶落果率与对照差异不显著。当叶损失量高于25%时,鲜出籽率(低于41%)、出仁率(低于14%)和干仁含油率(低于37%)均出现明显的下降趋势,与对照(44.6%...
[期刊] 自然资源学报
[作者]
赵安玖
森林叶面积指数是陆地表面过程和地球系统气候模型的基本参数,更是森林结构的关键参数之一,已广泛应用于辐射、植物光合作用和降雨截流估测等方面。论文以川西南山地阔叶林5种不同群落类型为研究对象,基于地面调查的112个20 m×20 m样地和SPOT 5数据,运用5种图像处理技术,包括光谱反射率、植被指数、影像单波段纹理、简单波段比纹理和主成分纹理,提取相应影像信息,建立多元回归模型估算有效叶面积指数(LAIe)。结果表明:光谱反射率、单波段纹理参数和植被指数对LAIe估测能力相对较低,利用植被指数仅获得实测LAIe约65%的精度(R~2=0.65,RMSE=0.28 m~2/m~2);更为有效的是运用所有比值处理的纹理特征参数值来估测LAIe,可获得实测LAIe约74%的变异(R~2=0.74,RMSE=0.20 m~2/m~2);改进最理想的是利用主成分处理建立的回归模型(R~2=0.85,RMSE=0.10 m~2/m~2)。不同群落的LAIe估测,整体上相应地优于研究区结果,其中栲群落决定系数R~2更是高达0.89(RMSE=0.07 m~2/m~2)。对于研究区阔叶林以窗口7×7、9×9比较成功,而各群落以窗口9×9较好。因此比值处理、主成分处理的纹理特征参数引入及高空间分辨率数据的使用,能显著提高LAIe估测精度。
[期刊] 自然资源学报
[作者]
赵安玖
森林叶面积指数是陆地表面过程和地球系统气候模型的基本参数,更是森林结构的关键参数之一,已广泛应用于辐射、植物光合作用和降雨截流估测等方面。论文以川西南山地阔叶林5种不同群落类型为研究对象,基于地面调查的112个20 m×20 m样地和SPOT 5数据,运用5种图像处理技术,包括光谱反射率、植被指数、影像单波段纹理、简单波段比纹理和主成分纹理,提取相应影像信息,建立多元回归模型估算有效叶面积指数(LAIe)。结果表明:光谱反射率、单波段纹理参数和植被指数对LAIe估测能力相对较低,利用植被指数仅获得实测LA
[期刊] 中国农业科学
[作者]
李鑫川 徐新刚 鲍艳松 黄文江 罗菊花 董莹莹 宋晓宇 王纪华
【目的】考虑到利用单一植被指数(VI)反演叶面积指数(LAI)时,存在着不同程度的饱和性和易受土壤背景影响的问题,提出通过分段的方式选择敏感植被指数形成最佳VI组合以提高LAI反演的精度。【方法】通过ACRM辐射传输模型模拟数据,结合地面实测光谱数据,选择常用的植被指数进行土壤敏感性分析以及饱和性分析确定LAI的分段点,并在此基础上分段选择最佳植被指数形成组合VI来实现LAI的最终反演,并利Landsat5TM开展区域条件下冬小麦LAI反演应用。【结果】以LAI=3是较为适宜的分段点,利用植被指数最佳分段组合OSAVI(LAI≤3)+TGDVI(LAI>3)可在一定程度上有效克服土壤影响因素以...
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
尤号田 邢艳秋 王铮 霍达 王蕊
叶面积指数是森林的重要结构参数,对于研究与植被叶片相关的生物物理活动具有重要意义。为了提高针叶林叶面积指数的估测精度,以吉林省长春市净月潭国家森林公园为研究区,通过对小光斑激光雷达离散点云进行滤波分类处理、拟合波形数据,从中提取5个能量参数,分别用于估测针叶林样方的叶面积指数,通过分析得出I2预测模型最好,R=0.911,P=0.968。结果表明小光斑激光雷达离散点云的能量信息能够较好地估计针叶林的叶面积指数,未来应加大小光斑激光雷达能量参数的应用。
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
岳延滨 黎瑞君 冯恩英 李莉婕 彭顺正 孙长青
为给辣椒生产中氮素优化管理提供理论依据，选用3个辣椒品种（‘黔辣10号’‘黔椒5号’‘中椒6号’）基于5个氮素水平（N0～N4:0.00、51.75、103.50、155.25和241.50kg/hm2）小区试验数据，定量分析了不同氮素水平下辣椒叶面积指数与生理发育时间的动态变化，构建了辣椒叶面积指数动态变化模型，并量化了模型参数与氮素水平间定量关系。结果表明：1）辣椒叶面积指数随生理发育时间呈单峰曲线变化，随氮素水平提高先上升后降低。辣椒叶面积指数变化速率随生理发育时间整体呈单峰曲线变化；2）采用分段函数模拟辣椒叶面积指数动态变化，检验结果显示：决定系数R~2均在0.95以上，相对根均方差（RRMSE）均<20%，模拟效果较好；3）模型参数PD_(Thalf)表征叶面积指数峰值出现的时间顺序，与氮素水平呈线性正相关，其余参数与氮素水平呈二次回归函数关系；4）辣椒最大叶面积指数和平均叶面积指数随氮素水平提高呈先上升后降低趋势。本研究构建的辣椒叶面积指数动态模型预测效果较好，具有更强的生物学意义和一定的实用性，可为辣椒优质高产栽培提供理论基础。
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