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[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
唐菲菲 刘经南 张小红 阮志敏
机载LiDAR是一种能够直接、快速获取被测目标三维空间信息的主动式遥感技术,被广泛用于获取高精度的数字地面模型,但是在植被比较密集、地势比较陡峭的森林地区,能够穿透植被到达地表的激光脚点数量较开阔区域少,对于提取精确的DTM有一定难度。该文提出一种继承式多分辨率体素滤波算法,从机载激光扫描数据中获取森林地区的DTM。该方法将激光点云数据划分为不同分辨率等级的体素,以体素为单位通过与邻域体素的高程加权均值比较,剔除植被点,保留地面点,从而获取森林地区的DTM。实验证明该滤波方法能够有效地提取森林地区的DTM。
[期刊] 林业科学
[作者]
冯琦 陈尔学 李增元 李兰 赵磊
【目的】利用国产合成孔径雷达（ＳＡＲ）系统（ＣＡＳＭＳＡＲ）获取的机载Ｐ－波段全极化ＳＡＲ（ＰｏｌＳＡＲ）数据，分析ＳＡＲ对森林地上生物量（ＡＧＢ）的响应与地形的关系，建立融合地形因子的高精度多项式模型，以提高森林ＡＧＢ的估测精度。【方法】首先以基于机载激光雷达（ｌｉ ＤＡＲ）数据得到的研究区坡度分布图与结合实测样地ＡＧＢ数据得到的森林ＡＧＢ分布图作为参考数据进行系统抽样，分析森林ＡＧＢ与Ｐ－波段ＰｏｌＳＡＲ后向散射强度的关系以及不同坡度下二者的相关性变化；然后利用ｌｉ ＤＡＲ得到的高精度数字高程模型（ＤＥＭ）结合机载Ｐ－波段的轨道数据计算当地入射角，进而建立以后向散射强度、当地入射角以及雷达．．．
[期刊] 浙江农林大学学报
[作者]
姬永杰 杨丛瑞 张王菲 曾鹏 张甫香 屈亚妮
【目的】森林生物量的空间精准量化对了解陆地碳储量、碳收支、碳平衡，以及揭示森林碳储量与全球气候变化的影响过程具有重要意义。P波段波长较长，在森林中具有更高的穿透能力，研究机载P波段SAR数据提高森林地上生物量(AGB)估测精度的可行性。【方法】以机载P波段全极化合成孔径雷达(SAR)数据和高精度激光雷达(LiDAR)数据估测的森林AGB抽样点为基础，提取20个极化SAR特征，并分别与森林AGB变化作敏感性响应情况分析。采用多元线性回归模型(MLR)、K近邻方法 (KNN)、支持向量回归(SVR)和随机森林(RF)4种估测方法，探究机载P波段SAR数据的森林AGB估测精度。【结果】在较低森林AGB(均值约45 t·hm~(-2))的森林覆盖区中，P波段的同极化后向散射系数、Freeman-Durden和Yamaguchi分解中的表面和二次散射分量对森林AGB变化敏感；此外H-A-ALPHA极化分解的散射角(alpha)、拓展极化参数极化辨别率参数(PDR)也对森林AGB变化敏感。4种方法估测的森林AGB相对误差均约30%，其中MLR估测结果精度最低，估测精度为63.55%，均方根误差(RMSE)为19.16 t·hm~(-2);RF估测结果精度最高，估测精度为72.97%,RMSE为15.98 t·hm~(-2);KNN和SVR估计结果差别不明显，RMSE分别为17.04和17.09 t·hm~(-2)。【结论】P波段SAR数据对估测森林AGB具有一定潜力，3种非参数方法的估测结果明显优于MLR参数方法。此外，P波段的森林AGB估测精度受到待估森林AGB水平高低的影响明显，在森林AGB水平较高的分组中估测精度较高。在森林AGB均值为45 t·hm~(-2)，最大值为120 t·hm~(-2)的森林覆盖区，以50 t·hm~(-2)将森林AGB样点分为2组时，高森林AGB组的估测精度高出低AGB组约6%。图5表3参34
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
曹林 代劲松 徐建新 许子乾 佘光辉
借助机载小光斑LiDAR点云和地面调查的73个样地数据,以亚热带天然次生林为研究对象,首先采用主成分分析法、逐步回归法和贝叶斯模型平均法,分别优化筛选LiDAR提取变量;在此基础上,拟合最优模型估算各森林参数并评价精度;最后基于最优模型进行蓄积量的升尺度制图。结果表明:通过主成分分析法筛选出的最优LiDAR提取变量为平均高度(hmean)、60%冠层返回密度变量(d6)和高度变异系数(hcv),且这3个变量在逐步回归法和贝叶斯模型平均法中多被选中;逐步回归法拟合模型效果最好(R2为0.39~0.84),而贝叶斯模型平均法(R2为0.32~0.77)和主成分分析法(R2为0.26~0.74)次之...
[期刊] 林业科学
[作者]
尹艳豹 唐守正 郎璞梅 高瑞馨
选取包含明显空地的林地作为建模样地,通过对其激光点云单次和多次回波数据的三维空间坐标分布、反射强度分布和垂直分布3方面特征进行探讨,进而提出基于判别分析的林地DEM提取方法。取林木郁闭并实测了大量(1472个)地面控制点的验证样地加以检验。结果表明:对山区林地林木复杂环境的DEM提取采用判别分析的方法是可行的,其精度达到高差总平均值0.24m,方差0.05,高差处于-0.5～0.5m之间的数据占总量的93.85%;与直接的网格窗口划分DEM滤波模拟对照比较,其结果较优。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
汪垚 张志玉 倪文俭 刘见礼 张大凤
激光雷达(Li DAR)克服了传统测量技术的缺点,成为了获取DEM的新型手段。针对不同地形林区,选择合理的点云滤波算法,是提取林下地形的关键步骤。本研究在黑龙江省凉水自然保护区内选择了3块具有代表性的区域,分别为平缓山地林区、陡峭山地林区和复杂地区。以1∶10 000地形图矢量化生成的高精度DEM为参考,评价了迭代线性最小二乘法、基于坡度法、不规则三角网法(TIN)点云滤波算法在3种地形的适应性。结果表明:不同算法有不同的适应区域。3种方法在平缓山地林区都具有良好的效果,决定系数(R2)均达到了0.98,
[期刊] 林业科学研究
[作者]
范凤云 陈尔学 刘清旺 庞勇 李世明 赵峰
本文基于低密度的机载激光雷达(L iDAR)数据生成林区树冠高度模型(CHM),结合高分辨率CCD数码相机影像勾绘林分多边形,由改进的树冠识别算法提取林分平均树高。结果表明:全部有效数据林分总体精度达74.86%,刺槐精度达75.62%,油松精度达74.74%,结果受点云密度影响,使得阔叶树种的精度稍高于针叶树种,因此,低密度激光雷达数据结合高分辨率CCD可以快速、准确地提取林分平均高。
关键词：
低密度 LiDAR CCD 林分平均高
[期刊] 林业科学
[作者]
赵俊鹏 赵磊 陈尔学 万祥星 徐昆鹏
【目的】探索一种适用于已具备林下地形,可协同利用少量实测样地数据、抽样式采集的机载激光雷达(LiDAR)条带数据和区域全覆盖的资源三(ZY3)立体像对数据有效估测区域森林平均高的方法,为提高森林资源调查效率和精度提供技术支撑。【方法】以广西高峰林场2个分场为研究区,2018年获取覆盖整个研究区的机载LiDAR、ZY3立体像对和少量实测样地数据。将LiDAR数据提取的DEM作为历史已存在的林下地形,从全覆盖的LiDAR数据中抽取12条飞行条带的LiDAR数据"模拟"抽样式采集的LiDAR数据,形成"林下地形+LiDAR抽样+ZY3立体像对+样地"数据集;以样地和LiDAR数据提取出LiDAR抽样数据对应的森林平均高为模型建立的参考数据(因变量Y),以ZY3立体像对提取的数字表面模型(DSM)减去数字高程模型(DEM)得到的CHM_(ZY3)为自变量(X),采用普通最小二乘(OLS)模型、k-邻近(KNN)模型和回归克里格(RK)模型估测森林平均高,并对其估测效果进行比较评价。【结果】OLS和KNN模型的均方根误差(RMSE)分别为1.88和1.96 m,估测精变(EA)分别为87.18%和86.64%;RK模型估测精度相对较高,RK_(OLS)模型的RMSE=1.84 m,EA=87.42%;RK_(KNN)模型的RMSE=1.86 m,EA=87.32%。【结论】本研究中2类4种模型均可有效估测森林平均高,回归克里格模型(RK_(OLS)、RK_(KNN))优于非空间模型(OLS、KNN),RK_(OLS)模型估测精度最高;在林下地形已知时,协同利用少量实测样地数据、抽样式采集的机载LiDAR条带数据和区域全覆盖的ZY3立体像对数据能够实现区域森林平均高的高效、高精度估测。
[期刊] 林业科学
[作者]
庞勇 蒙诗栎 李增元
【目的】从反映森林冠层大小的树冠纹理结构出发,利用高空间分辨率遥感影像中树冠纹理的周期性信息,提取基于傅里叶变换纹理序列的纹理指数(FOTO,Fourier-based textural ordination)估测森林地上生物量,探究FOTO纹理因子在温带森林生物量估测上的潜力,为提取新型纹理参数估算森林生物量提供新的参考途径。【方法】以2009年9月获取的小兴安岭地区凉水国家自然保护区(47°11'N,128°53'E)高分辨率机载航空影像(空间分辨率0.5 m)为例,通过提取CCD影像的FOTO纹理参
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
张运林 田玲玲 杨光 宁吉彬
【目的】森林地表凋落物载量值影响林火的发生和森林火灾所表现的一系列火行为特征等，准确获取地表凋落物载量值十分重要。图像特征欧拉数能够表征图像中对象的多少，分析欧拉数与载量之间的关系，并建立基于图像欧拉数的载量预测模型对于载量研究具有重要意义。【方法】以贵州省典型林分柳杉林和毛竹林内凋落物为研究对象，通过野外林分和载量调查、拍摄凋落物图片和图片特征处理，分析图像特征欧拉数与地表凋落物载量之间的关系，建立基于图像欧拉数的载量预测模型，并检验模型精度。【结果】1)选择不同阈值对图像二值化处理后，提取得到的欧拉数并不是都与载量存在相关性，阈值为0.1对图像二值化后的图像欧拉数与两种凋落物载量呈极显著相关；2)随着图像欧拉数的增加，柳杉和毛竹林地表凋落物载量整体呈下降趋势；3)选择线性回归建立基于图像特征欧拉数的凋落物载量预测模型，柳杉和毛竹林凋落物载量的预测模型绝对误差分别为1.60和1.72 t·hm-2，相对误差分别为20.03%和20.71%，柳杉林地表凋落物载量的预测效果要优于毛竹林。【结论】本研究验证了基于图像特征预测森林地表凋落物载量的可行性，为准确获取载量研究提供新思路，对于火险预报和科学林火管理具有重要意义。
关键词：
凋落物 载量 图像 欧拉数 预测模型
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
杨铭 张晓丽 霍朗宁 高凌寒
【目的】利用机载LiDAR点云数据能准确获取地物点三维坐标的特点,本文对森林区域LiDAR数据进行滤波分析,旨在提高点云滤波精度。【方法】基于改进的八叉树模型,将复杂地形分解为大量山坡地形,通过改变节点尺寸,既保留了点云的原始信息,又增强了点云数据分割的准确性。针对森林区域地形起伏不定的实际情况,在滤波算法中引入坡度判断,在一定程度上改善了山坡低矮植被易被错分为地面点的情况。【结果】对于3组不同地形下的点云数据,滤波总错误率分别为4.57%、4.75%和5.83%。这一结果对森林区域不同地形下的点云滤波具有一定的实用性。【结论】本文提出的改进八叉树滤波算法可以充分利用数据结构特征实现快速、高精度的滤波,从而节约时间成本和运行成本,也为后续森林参数的提取奠定基础。
[期刊] 林业科学
[作者]
耿林 李明泽 范文义 王斌
【目的】基于机载激光雷达(LiDAR)数据提取单木树冠三维结构参数(树冠顶点位置、树高、冠幅和冠长),并在此基础上对林分有效冠进行提取,为进一步研究林分尺度上的有效冠结构及其动态提供依据,以更好掌握并改进林业经营措施。【方法】采用一定规则下的局部最大值窗口搜索树冠顶点,进行单木树冠顶点探测和单木树高提取;以树冠顶点为标记,利用标记控制分水岭分割算法提取单木冠幅;采用垂直方向点云高程检测方法获取枝下高位置,提取冠长;在标记控制分水岭分割出的树冠边界,提取树冠接触高,取平均值作为该样地的林分有效冠高。【结果】树冠分割正确率为88.5%;结合样地实测参数对提取值进行相关性分析,树高R~2=0.886 2,冠幅R~2=0.786 4,冠长R~2=0.800 0,树高、冠幅和冠长精度分别为90.34%、86.80%和89.90%;同一林分内单木接触高相对比较稳定,对提取的林分有效冠高进行单因素方差分析,无显著差异。【结论】基于机载LiDAR数据,采用可变大小的动态窗口搜索局部最大值点,能提高单木结构参数的提取精度;利用树冠顶点标记控制分水岭算法,将高空间分辨率航片作为辅助数据,可完成较高精度的单木冠幅提取;垂直方向点云高程检测方法可提取单木冠长;LiDAR点云数据可对林分有效冠进行提取,在同一林分中,不同样本数量对接触高提取的变异性影响不大,有效冠高大致相同。机载LiDAR数据具有良好的单木树冠三维结构参数提取能力,能够满足现代林业调查对单木结构参数提取的需要,实现对林分有效冠的提取。
[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]
胡海清
对大兴安岭林区兴安落叶松林、樟子松林和白桦林3个可燃物类型的68块样地的郁闭度、胸径、树高、林龄等林分因子和地表可燃物(1h、10h、100h时滞可燃物和灌木)的载量进行了野外调查和室内实验分析与计算,应用Spss统计软件,对不同种类可燃物载量与林分因子进行回归分析,并建立了数学模型,利用林分因子来推算不同种类可燃物的载量,并取得较为满意的结果。
关键词：
林分因子 可燃物载量 大兴安岭林区
[期刊] 林业科学
[作者]
王长委 胡月明 沈德才 黄胜利 朱剑云 王璐
为探讨CBERS-02B星CCD数据在亚热带森林地上碳储量估算方面的能力,以东莞市范围内的亚热带森林为研究对象,对比分析CBERS-02B星CCD数据的波段信息、植被指数、纹理信息和森林地上碳储量之间的相关性,发现纹理信息的估算能力最强;在此基础上,将波段信息、植被指数和纹理信息结合在一起,通过逐步回归策略构建CBERS-02B星CCD数据的亚热带森林地上碳储量估算模型,其调整系数R2达到0.53,显著度水平P远远小于0.05。这表明:尽管CBERS-02B星CCD数据的近红外波段存在一定的漂移,但是将CBERS-02B星CCD数据的波段信息、植被指数、纹理信息集成构建森林地上碳储量估算模型,...
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