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[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
张蓉鑫 邢艳秋 张新伟 丁建华 蔡龙涛
为了量化激光天顶角对ICESat-GLAS波形数据反演森林冠层高度的影响,以吉林省汪清林业局经营区为例,基于ICESat-GLAS波形数据及DEM数据,在Allouis模型和Nie模型基础上,分别引入激光天顶角,对光斑内坡度引起的高度距离(GroundExtent)进行修正,建立森林冠层高度估测模型,并通过模型对坡度的校正能力、天顶角引起的GroundExtent理论误差以及大气延迟增量三个方面讨论分析天顶角在反演森林冠层高度中的影响。结果表明:天顶角的引入能够提高模型的估测精度,决定系数(R2)分别提高了6.56%、4.26%,且能更好地校正地形坡度;在外部条件相同的情况下,由天顶角(<1°)引起的GroundExtent理论误差在0.122~1.100m范围内;在天顶延迟约为2.3m时,天顶角(<1°)对大气延迟增量的影响为0.04~3.50mm。由此可知天顶角对估测森林冠层高度存在一定的影响,引入激光天顶角的冠层估测模型能更准确地反演森林冠层高度。
[期刊] 林业科学
[作者]
王新闯 吴金汝 陆凤连 焦海明 张合兵
【目的】比较基于不同窗函数的GLAS数据去噪算法和多种森林冠顶高反演模型的精度,优选波形去噪算法并确立对森林冠顶高估算精度较高的反演模型,为森林生物量估测等研究奠定数据基础。【方法】首先基于布莱克曼窗函数和高斯窗函数对GLAS数据进行去噪处理,采用RMSE和SNR定量比较2种波形去噪方法的去噪效果;然后对去噪效果最好的窗函数去噪后的波形提取波形参数,并分针叶林、阔叶林、针阔混交林和不分林型4种情况,采用线性回归方法,以波形长度为参数建立波形参数模型,以波形长度、地形指数为参数建立地形因子模型,在地形因子模
[期刊] 林业科学
[作者]
段祝庚 肖化顺 袁伟湘
【目的】基于森林区域离散点云特点，利用不同插值方法构建冠层高度模型，并对不同插值方法进行比较、分析和评价，为森林冠层高度模型插值方法选择提供参考。【方法】以３０ ｍ×３０ ｍ样方离散点云数据为试验数据，采用开源软件ＳＡＧＳ－ＧＩＳ利用Ｂ样条插值（Ｂ－ＳｐｌＩｎｅ）、普通克里金插值法（ＯＫ）、线性插值三角网法（ＴｌＩ）、反距离加权插值法（ＩＤＷ）４种插值方法分别构建森林冠层高度模型，对森林冠层高度模型的平面视图、三维视图、剖面图及其像元统计量进行比较和分析；同时对反距离加权插值法的插值参数搜索半径进行讨论、比较和分析。【结果】对于森林区域空间分布均匀且存在高度突变的点云数据，Ｂ－ＳｐｌＩｎｅ插值．．．
[期刊] 林业科学研究
[作者]
熊昊 庞勇 荚文 李春干
[目的]探究如何有效利用机载激光雷达冠层高度模型（CHM）自动区划小班，提高小班区划工作效率。[方法]在高光谱影像树种信息的辅助下，使用机载激光雷达数据生成的CHM进行两种空间尺度的分割和优化来自动区划小班。先对1 m空间分辨率CHM数据进行过分割，再对降尺度处理并平滑后的5 m空间分辨率CHM数据进行欠分割，结合两种尺度分割结果并优化得到最终区划结果。将自动区划结果与人工区划小班、数字正射影像（DOM）屏幕勾绘小班以及主伐作业小班为三类参考小班对比，采用最终测量精度（UMA）准则的圆度（RO），紧致度（CO），形状指数（SI），最小包络圆短半径（RE），椭圆度（EF）和形状因子（P2A）8个指标，及自动区划小班与参考小班的交并比（IOU）指标，定量评价自动区划小班边界勾绘的准确程度。并利用样地实测数据和CHM数据计算自动区划结果平均胸径、平均树高和冠层平均高的可解释性方差，验证自动区划结果的内部一致性和外部差异性精度。[结果]自动区划结果与参考小班的UMA形状、面积等特征较接近，与人工区划小班最相近。自动区划小班与人工区划、屏幕勾绘、主伐作业小班交并比大于70%的比例分别为46%,37%,43%，交并比大于50%的比例分别为61%,54%,55%。自动区划结果平均胸径可解释性方差为97%，平均树高可解释性方差为98%，和人工区划小班相同，说明其内部一致性高且和相邻小班差异大。冠层平均高可解释性方差为84.81%，比人工区划小班提高了1.77%。[结论]利用两种空间尺度的CHM与高光谱树种分类图的分割和优化方法自动区划的小班在内部一致性及边界的精准度方面有明显优势，更符合小班边界处林木的分布情况，小班边界准确，且工作效率高，有助于森林的精细化管理。
[期刊] 林业科学
[作者]
邱赛 邢艳秋 田静 丁建华
【目的】将ＩＣＥＳａｔ－ＧＬａＳ波形数据与ＨＪ－１ａ／ＨＳＩ高光谱数据联合，借助ＨＳＩ高光谱数据提供的连续高分辨率光谱信息，实现区域森林冠层高度的估测，降低由于ＧＬａＳ光斑呈离散条带状分布无法覆盖整个研究区造成的估测误差。【方法】首先，从平滑后的ＩＣＥＳａｔ－ＧＬａＳ波形数据中提取波形参数（波形长度Ｗ和地形坡度参数ｔＳ），基于Ｗ和ｔＳ建立ＧＬａＳ森林冠层高度估测模型，并利用此模型计算研究区所有ＧＬａＳ光斑内的森林冠层高度；然后，采用最小噪声分离法（ＭＮＦ）对ＨＪ－１ａ／ＨＳＩ高光谱数据进行降维，提取前３个ＭＮＦ分量（ＭＮＦ１，ＭＮＦ２，ＭＮＦ３）；最后，基于支持向量回归机（ＳＶＲ）算法，利用Ｇ．．．
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
陈宗铸 杨琦 雷金睿 陈小花 李苑菱
激光雷达(LiDAR)是一种适用于大范围快速获取森林三维数据的新手段,但是基于Li DAR的林业参数估计算法和提取精度仍有待进一步提高。以海南省三亚市热带区域森林为研究对象,基于其扫描获取的Li DAR点云数据提出了改进的动态移动窗口搜索算法,进行冠高模型建模与生成,并提出了基于此模型进行林木平均高度估计的方法。通过改进的算法,利用C#编程、Las Tools、Arc GIS等相关工具对点云数据进行网格化,从而进行DEM和DSM提取、CHM生成、平均树高等参数估计。结果表明:经过算法的改进,大面积森林的数字地面模型(DEM)、数字表面模型(DSM)和冠高模型(CHM)可以从Li DAR数据中快速提取,但Li DAR点云获得的树高值比实际值低。这是由于Li DAR数据树顶的错失及点云的低密度所导致的,然而通过最低树高值的不断增加,其实测值与估计值的差值也在逐渐缩小。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
于泉洲 刘煜杰 周蕾 石浩 孙雷刚
森林冠层叶氮浓度(CNC)是森林生态系统生产力模拟的重要参数,因此获取并揭示我国森林CNC的空间分布格局对于准确评估我国森林生态系统生产力和碳通量都具有重要意义。本研究通过实测我国典型森林冠层叶片氮浓度并使用EO-1 Hyperion高光谱数据,建立CNC与近红外反射率(NIR)的统计模型,然后结合中分辨率成像光谱仪(MODIS)的反射率数据,实现生长季中国森林CNC的反演和分析,并进行了初步验证。结果表明:1)基于多种森林类型的采样数据,CNC与Hyperion NIR之间存在显著正相关关系(R2=0.75,P
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
张宁远 罗斌 沈宇洲 姜鹏 李辉 李庆伟
500 m口径球面射电望远镜(five-hundred-meter aperture spherical radio telescope,FAST)反射面支承于索网结构上,通过促动器控制下拉索实现反射面的主动变位。在大天顶角工况和换源过程中,索网强度和疲劳尚待进一步研究。该文根据监测数据修正索网分析模型,利用修正后的模型对大天顶角主动变位工况的结构响应进行分析;提出修正焦比和安全变位策略,以改善大天顶角工况下的结构超限情况;研究了大小天顶角转换的换源过程中结构响应变化规律。结果表明:大天顶角工况下总过渡区始终为最外圈150根下拉索,该范围不受温度影响;调整后的新焦比可明显减少面索超限工况数;安全变位策略可在保证面型精度的前提下,确保面索索力和应力幅不超限;大天顶角至大天顶角的换源工况为换源最不利工况。
[期刊] 林业科学研究
[作者]
庞勇 李增元 谭炳香 刘清旺 赵峰 周淑芳
以山东省泰安市徂徕山林场和重庆铁山坪林场为试验区,分别于2005年5月和2006年9月获取了低密度和高密度的L iDAR点云数据,分别进行了林分平均高的反演试验。通过两个试验区的对比,分析了不同点云密度对机载L iDAR数据反演林分参数的影响。结果表明:对于两种密度的点云数据,使用分位数法都可以很好地进行林分平均高的估计,高密度点云的反演结果略好一些,但二者结果差异不大;高密度的点云可以进行更小尺度的林分高估计和单木树高的估计,从而可以减少甚至避免对实地树高测量的依赖。
关键词：
LiDAR 点云密度 林分平均高
[期刊] 自然资源学报
[作者]
覃驭楚 吴运超 牛铮 占玉林 熊在平
探讨在稀疏林地的条件下,利用小光斑激光雷达获取的多次回波点云数据估算冠层高度,研究不同的高度重建方法包括反距离权重、样条插值以及普通克里格等方法的冠层和地面高度重建的精度。研究发现,在地面和林冠层,不同的重建方法的表现是不一样的,其中样条方法在冠层重建中的精度较高,误差绝对值的平均值为0.95m,并且整体偏差也较小,方差为3.42。而在地面高程重建则是普通克里格方法具有较小的误差,误差绝对值的平均值为0.35m,而样条方法的整体偏差要优于其他两种方法,方差为0.48。经过综合考虑,利用样条方法重建的冠层高程和普通克里格方法重建的地面高程实现了实验区冠层高度的提取。
关键词：
小光斑激光雷达 稀疏林地 冠层高度 估算
[期刊] 浙江农林大学学报
[作者]
谢巧雅 余坤勇 邓洋波 刘健 范华栋 林同舟
冠层高度是森林资源调查的重要因子。传统的森林树高调查方法存在外业调查难度大,效率低等问题。无人机(UAV)的发展为快速估测森林树高提供了手段。以福建省闽清县的杉木Cunninghamia lanceolata人工林为研究对象,通过Eco Drone-UA无人机遥感系统获取研究区遥感影像,利用Pix4D Mapper软件对航拍多光谱影像进行预处理,构建数字表面模型(DSM),利用1∶10 000地形图生成数字高程模型(DEM);基于DSM和DEM叠加相减得到树冠高度模型(CHM),实现杉木树高的提取。结果表明:植被指数和多光谱波段结合随机森林算法能够有效识别真实树冠顶点;利用无人机遥感影像能够实现杉木树高估测,相对误差最小值为0.81%,最大值为23.48%,标准误差为1.48 m,估测精度为90.8%。高程变化对树高估测精度有影响,根据高程大小排序的3组样木实测树高与提取树高的决定系数(R2)分别是0.97, 0.84和0.78,标准误差分别是0.67, 1.17和1.99 m,在高程较高区域树高估测精度明显高于高程相对较低区域。
关键词：
森林测计学 树高 杉木 无人机 遥感
[期刊] 草业科学
[作者]
阚鸿程 张慧芳 孟宝平 宜树华
植被高度是动态监测植被生长状况的重要参数。机载激光雷达测量(LiDAR)因其良好的穿透力常用于森林高度反演，而鲜有应用LiDAR反演低矮植被高度的研究。本研究以皋兰生态与农业综合研究站为研究区，使用大疆禅思L1激光雷达在不同飞行高度、悬停时间、定位系统(基于网络进行差分计算的Nrtk定位系统与基于移动接收器进行差分计算的Drtk定位系统)下获取不同植被的点云数据，以探究飞行参数对于反演精度的影响。结果表明：Drtk与Nrtk定位系统精度相当，无网络时Drtk系统可替代Nrtk使用。悬停时间5 s与10 s的精度差异不大，10 s的精度略高。当植被高度低于60 cm时，飞行高度宜设为20 m；植被高度大于60 cm时，飞行高度可设为40 m以扩大采样范围。在反演精度方面，当植被高度低于30 cm时，反演误差在±30%内；而当植被高度大于40 cm时，则呈现出明显的低估现象。本研究对于应用大疆禅思L1激光雷达进行大范围低矮植被高度获取的相关研究具有重要的现实意义。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
穆喜云 张秋良 刘清旺 庞勇 胡凯龙
以内蒙古根河市潮查林场境内的寒温带兴安落叶松原始林及其次生林为研究对象,利用机载激光雷达点云数据与地面调查的66个样地数据,采用不同算法计算样地实测树高(Lorey’s高、冠幅面积加权树高和算术平均高)分别与基于双正切角树冠识别算法获取的Li DAR估测高(冠幅面积加权树高、算术平均高)和基于点云提取的百分位高构建树高回归模型(冠幅面积加权树高模型、算术平均树高模型和Li DAR百分位树高模型)。对比不同树高模型的训练精度与估测精度的差异,探讨双正切角树冠识别算法对本研究区的适用性;同时了解冠幅面积加权的样地实测树高与Lorey’s高对林分平均高代表性的差异,确定最优解释变量,筛选最优树高模型...
[期刊] 浙江农林大学学报
[作者]
金桂香 刘海轩 卢泽洋 吴鞠 许丽娟 孙广鹏 李苹 李军 徐程扬
于2013-2016年7-8月,利用小气象站观测北京城市森林小气候特征,研究了城市森林冠层结构对人体舒适度的影响。结果表明:①叶面积指数(ILA)(r=-0.314, P=0.002),平均叶倾角(AMT)(r=0.472, P
[期刊] 林业科学研究
[作者]
刘美爽 邢艳秋 吴红波 尤号田
以吉林省汪清林业局经营区域为例,基于星载激光雷达ICESat-GLAS回波参数,构建了平均树高回归模型,预估精度为84.05%;利用反距离加权法,对ICESat-GLAS光斑平均树高估测值进行差值运算,得到初始CHM(Canopy Height Model),实现了平均树高空间连续分布制图;再利用坡度校正和3×3移动窗口差分滤波平滑初始CHM,得到研究区平均树高修正CHM,预估精度达到91.52%。研究结果表明,坡度校正和移动窗口差分滤波方法能有效削弱坡度影响,剔除异常点,提高平均树高估测精度。
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