銀杏（Ginkgo biloba L.）是我國最重要的人工林樹種之一,森林冠層作為植物進行生理過程的重要場所,如發(fā)生呼吸、蒸騰和光合作用以及碳水循環(huán)。葉面積指數(shù)（Leaf Area Index,LAI）和郁閉度（Canopy Closure,CC）作為表征森林冠層的重要參數(shù),在植被生長中起著關鍵作用。實時、定量、精確地獲取葉面積指數(shù)與郁閉度信息對銀杏精細栽培及高質量經(jīng)營管理有重要的意義。LiDAR（Light Detection and Ranging）作為一種主動遙感技術在獲取大面積的森林冠層結構信息方面有著獨特的優(yōu)勢。本研究以我國具有典型性和代表性的成片實生銀杏人工林（即江蘇省邳州市鐵富鎮(zhèn)銀杏林）為研究對象,利用無人機（UAV,Unmanned Aerial Vehicle）激光雷達獲取的高密度LiDAR點云數(shù)據(jù)結合地面實測有效LAI與單木定位數(shù)據(jù),首先,基于無人機激光雷達提取的多組特征變量,通過孔隙度模型法和統(tǒng)計模型法對銀杏人工林有效LAI進行估測,并驗證精度;然后,結合無人機LiDAR高密度點云與地面實測單木定位數(shù)據(jù),對比分析多種單木分割方法（分水嶺算法、多項式擬合法、CHM鄰... 

【文章來源】：南京林業(yè)大學江蘇省

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

無人機激光雷達測量示意圖

概況及研究內容區(qū)概況然地理狀況位于江蘇省北部地區(qū)邳州市鐵富鎮(zhèn)（34°33’49’’-34°34’23’’NE），地處江蘇省北部平原地區(qū)，屬于半濕潤溫帶季風氣候，最大降雨量集中在 7、8 月份梅雨季節(jié)，年平均溫度約 天，主要土壤類型為黑粘土壤，呈酸性。林資源概況銀杏大規(guī)模種植始于 1993 年，總面積約 5400hm2（本研杏人工純林），周邊無水稻耕作地，林下有部分大豆等林農物[64]。研究區(qū)及樣地分布見圖 2-1。

3 基于無人機激光雷達有效葉面積指數(shù)的估測本章選取我國具有典型性和代表性的成片實生銀杏人工林（江蘇省邳州市鐵富鎮(zhèn)銀杏林）為研究區(qū)，通過多旋翼無人機激光雷達系統(tǒng)獲取的高密度點云數(shù)據(jù)，結合地面儀器實測有效葉面積指數(shù)，分別利用孔隙度模型法和統(tǒng)計模型法估測有效葉面積指數(shù)（eLAI）。首先，將獲取的 LiDAR 原始點云通過濾波插值處理并結合插值方法得到數(shù)字高程模型（DEM），經(jīng)過高度歸一化后得到具有相對高（z）的離散點云 LiDAR 數(shù)據(jù)；然后，通過地面實測 eLAI 與逐步引入的多組 LiDAR 特征變量進行逐步回歸構建預測模型并用于估測 eLAI（統(tǒng)計模型法）；同時，通過LiDAR 點云計算孔隙度（P）并結合比爾-朗博定律（Beer-Lambert Law）理論估測eLAI（孔隙度模型法）。最后，結合地面實測有效葉面積指數(shù)進行精度評價（研究技術路線圖如圖 3-1）。具體的研究目標為：1）分別使用孔隙度模型法和統(tǒng)計模型法估測 eLAI 并評價精度；2）在通過 LiDAR 高度特征變量預測 eLAI 的基礎上，逐步引入密度特征變量、冠層容積特征變量和強度特征變量，并評估這幾組無人機 LiDAR 高密度點云特征變量對于 eLAI 預測結果的精度提升效果。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]激光雷達森林參數(shù)反演研究進展[J]. 李增元,劉清旺,龐勇.  遙感學報. 2016(05)
[2]結合機載LiDAR和LANDSAT ETM+數(shù)據(jù)的溫帶森林郁閉度估測[J]. 張瑞英,龐勇,李增元,包玉海.  植物生態(tài)學報. 2016(02)
[3]基于機載LiDAR數(shù)據(jù)的林分平均高及郁閉度反演[J]. 穆喜云,張秋良,劉清旺,龐勇,胡凱龍.  東北林業(yè)大學學報. 2015(09)
[4]基于機載LiDAR的四次多項式擬合法估測單木冠幅[J]. 霍達,邢艷秋,田昕,尤號田,趙晨陽,胡洋.  西北林學院學報. 2015(03)
[5]基于機載小光斑LiDAR技術的亞熱帶森林參數(shù)信息優(yōu)化提取[J]. 曹林,代勁松,徐建新,許子乾,佘光輝.  北京林業(yè)大學學報. 2014(05)
[6]改進的分水嶺圖像分割算法[J]. 孫惠杰,鄧廷權,李艷超.  哈爾濱工程大學學報. 2014(07)
[7]利用LiDAR離散點云估測針葉林葉面積指數(shù)[J]. 尤號田,邢艷秋,王錚,孫小添,王萌.  西北林學院學報. 2014(03)
[8]機載激光雷達森林葉面積指數(shù)反演研究[J]. 駱社周,王成,張貴賓,習曉環(huán),李貴才.  地球物理學報. 2013(05)
[9]遙感技術估算森林生物量的研究進展[J]. 李德仁,王長委,胡月明,劉曙光.  武漢大學學報(信息科學版). 2012(06)
[10]基于SPOT5影像的郁閉度反演方法[J]. 高云飛,李智廣,楊勝天,劉憲春,曹勇.  水土保持研究. 2012(02)

博士論文
[1]對地觀測多光譜激光雷達基本原理及關鍵技術[D]. 宋沙磊.武漢大學 2010



本文編號：2968746