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星载激光雷达估测森林结构参数研究现状分析与展望 被引量：2
1
作者 黄佳鹏 李国元 刘诏 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期18-33,共16页
星载激光雷达系统可以覆盖机载系统难以到达的偏远地区,从机理上克服光学影像及合成孔径雷达测量的技术缺陷,为快速准确地获取林下地形、树高、生物量等森林结构参数提供了可靠的数据源。对现有的星载激光雷达技术观测体系进行综述,讨... 星载激光雷达系统可以覆盖机载系统难以到达的偏远地区,从机理上克服光学影像及合成孔径雷达测量的技术缺陷,为快速准确地获取林下地形、树高、生物量等森林结构参数提供了可靠的数据源。对现有的星载激光雷达技术观测体系进行综述,讨论了星载激光雷达数据估测多尺度森林结构参数的适用性,定量化分析现有星载激光雷达研究成果及存在的优缺点。最后,总结当前存在的问题,对星载激光雷达技术未来的前景和发展方向进行了展望。建议后续研究可进一步加大对反演不同森林结构参数、产品体系及标准规范、林业应用精度评价、林业用激光雷达参数设计等方面的深入研究。 展开更多
关键词 森林结构参数 星载激光雷达 多尺度 多源数据
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机载大光斑激光雷达数据估测森林结构参数研究进展 被引量：5
2
作者 王蕊 邢艳秋 +1 位作者 孙小添 尤号田 《遥感信息》 CSCD 北大核心 2015年第3期3-9,23,共8页
针对LiDAR对森林结构具有较强探测能力,从而能够准确地获取森林的三维结构的优势,该文试图将该技术运用于估测森林结构参数,并介绍了机载大光斑LiDAR系统的工作原理和主要技术规格,系统总结了机载大光斑LiDAR数据估测森林结构参数的研... 针对LiDAR对森林结构具有较强探测能力,从而能够准确地获取森林的三维结构的优势,该文试图将该技术运用于估测森林结构参数,并介绍了机载大光斑LiDAR系统的工作原理和主要技术规格,系统总结了机载大光斑LiDAR数据估测森林结构参数的研究现状,分析了机载大光斑LiDAR估测森林结构参数的局限性并对其进行了展望。 展开更多
关键词 机载大光斑 LIDAR SLICER LVIS 森林结构参数
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基于GEDI数据多输出深度学习的森林参数与林下地形反演
3
作者 周伟 李映潭 +2 位作者 孙剑 蔡慰柠 王杰 《绿色科技》 2024年第24期257-264,共8页
森林垂直结构参数在研究森林生态系统的碳储存和全球碳循环中起着至关重要的作用。本研究以巩留县南部天然林区为研究对象,采用新一代全球生态系统动态调查(global ecosystem dynamics investigation,GEDI)和机载激光雷达(light detecti... 森林垂直结构参数在研究森林生态系统的碳储存和全球碳循环中起着至关重要的作用。本研究以巩留县南部天然林区为研究对象,采用新一代全球生态系统动态调查(global ecosystem dynamics investigation,GEDI)和机载激光雷达(light detection and ranging,LiDAR)数据,分别以不同算法(a1-a6)的GEDI多个相对高度百分位数(relative height percentile,RH)与其足迹点内平均冠层高度、生物量、株数建立关系,基于自动深度学习Auto Keas平台实现森林垂直结构多输出参数反演,并最终对森林覆盖区域的地形进行评价。结果如下:(1)算法a1反演GEDI足迹点平均森林冠层高度、株数、生物量精度最高,其决定系数(coefficient of determination,R^(2))分别为0.81、0.28、0.74;均方根误差(root mean square error,RMSE)分别为4.32 m、3株、3.04 t/ha;(2)算法a2、a3、a5也有较高的反演精度,平均森林冠层高度、株数、生物量的R^(2)分别均大于0.70、0.2、0.6;RMSE分别均小于0.43 m、3株、3.10 t/hm^(2);(3)a4、a6反演3个森林参数精度相对较差;(4)在林下地形评价中,算法a1和a4的反演精度最高,RMSE均为4.45 m;算法a6的精度最差,RMSE高达44.97 m。本研究在地形起伏大、树木疏密不均情况下协同反演森林参数并取得较高精度,为大范围精细化森林资源清查提供一定的借鉴意义。 展开更多
关键词 GEDI LIDAR 多输出 森林垂直结构参数
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基于UAV高分影像的陕北人工林结构参数提取 被引量：3
4
作者 高飞 史海静 +3 位作者 税军峰 张艳 郭明航 温仲明 《中国水土保持科学》 CSCD 北大核心 2021年第4期1-12,共12页
定期的森林结构参数提取是监测评价造林质量的重要方式,对林业规划有着重要的指导意义。基于大疆四旋翼无人机搭载RGB高清相机获取了陕北人工杨树林的高分影像,通过多尺度分割和面向对象提取、点云分类、以及Leica Cyclone中的点云数据... 定期的森林结构参数提取是监测评价造林质量的重要方式,对林业规划有着重要的指导意义。基于大疆四旋翼无人机搭载RGB高清相机获取了陕北人工杨树林的高分影像,通过多尺度分割和面向对象提取、点云分类、以及Leica Cyclone中的点云数据图模块处理,实现了陕北黄土高原地区人工杨树林森林结构参数(冠幅、树高)、冠层高度的提取。其中冠幅盖度影像总体分类精度为96%,Kappa系数为0.74。结合实测数据进行验证,东西和南北2个方向冠幅径长的均值回归拟合后的R2达到了0.95,提取的单木树高值与实测值之间具有明显的线性关系,R^(2)=0.80。发现基于RGB相机产生的点云数据可直接获取林地冠层高度模型,但其精度和分辨率较为粗糙,不适合进一步的单木树高提取。研究结果表明,基于无人机高分遥感影像的森林结构参数提取方法高效可靠,适用陕北地区人工林以及林分结构较为单一地区。 展开更多
关键词 无人机 森林结构参数 多尺度分割 冠层高度模型 点云数据
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基于多角度卫星遥感的胡杨林结构参数获取 被引量：3
5
作者 杨雪峰 木尼热·买买提 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期34-44,共11页
【目的】基于多角度卫星遥感(MISR)和无人机(UAV)摄影测量技术,采用简单几何光学模型(SGM)和广义简约梯度(GRG)优化方法,反演获取塔里木河下游胡杨林主要结构参数(树高、冠幅、林分密度和覆盖度)。【方法】以塔里木河下游典型河岸林为... 【目的】基于多角度卫星遥感(MISR)和无人机(UAV)摄影测量技术,采用简单几何光学模型(SGM)和广义简约梯度(GRG)优化方法,反演获取塔里木河下游胡杨林主要结构参数(树高、冠幅、林分密度和覆盖度)。【方法】以塔里木河下游典型河岸林为研究对象,基于野外调查、UAV倾斜摄影测量和MISR数据,构建训练集,采用SGM对场景反射进行分解模拟,获取Walthall背景反射模型参数,评价参数敏感性,建立参数回归方程,运用GRG优化算法反演得到测试集结构参数,利用无人机测量数据进行精度验证和评价。【结果】从UAV倾斜摄影测量数据中提取的树高、冠幅、林分密度数据与实测数据相比,UAV获取的树高、冠幅、林分密度与实测数据的R^(2)分别为0.90、0.84、0.94,均方根误差(RMSE)分别为0.45 m、0.68 m、4.25株·hm^(-2)。SGM对训练集样地红光模拟反射值与卫星观测反射值的R^(2)最大值为0.99、最小值为0.72、平均值为0.92;反演获取的训练样地树高和覆盖度与参考值相比,覆盖度R^(2)达0.99,RMSE为0.73%,树高R^(2)为0.66,RMSE为0.61 m。对反演获取的Walthall模型参数进行敏感性分析发现,c_(1)对覆盖度和树高影响最大,其次是c_(4),c_(2)和c_(3)影响最小,c_(1)~c_(4)对林分密度变化影响很小。建立AN多光谱反射率和AMBRALS模型fiso、fvol、fgeo系数与c_(1)~c_(4)的多元线性回归方程,预测训练集样地c_(1)~c_(4)参数值与反演值相比,调整R^(2)分别为0.78、0.98、0.59和0.75。MISR反演获取的胡杨覆盖度、树高、密度和冠幅与无人机数据在275 m^(2)尺度上相比,线性模型R^(2)分别为0.54、0.47、0.41和0.24,RMSE分别为3%、0.76 m、112株和0.64 m;平均相对误差(MRE)分别为24.7%、8.9%、22.5%和10%;使用幂函数模型时,覆盖度、树高、林分密度、冠幅的R^(2)分别为0.80、0.53、0.55和0.30,RMSE分别为1%、0.4 m、33株和0.32 m,MRE分别为10%、5%、6%和6%。【结论】无人机获取的胡杨林结构数据可代替地面调查数据,作为SGM的定标参数以及最终精度验证;SGM能较好模拟MISR观测样地的各向异性反射特征;SGM反演获取的Walthall背景反射模型参数精度以及由此建立的参数回归方程精度对最终结构参数反演结果存在较大影响。多角度卫星遥感和无人机摄影测量技术结合可在区域尺度上获取较为准确的森林结构信息。 展开更多
关键词 森林结构参数 胡杨 多角度卫星遥感 简单几何光学模型
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基于无人机航测数据的甘南高原森林冠层高度和冠幅的提取
6
作者 武艳朵 韩惠 《甘肃农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期268-276,共9页
【目的】以甘南高原的35个针叶林样方为研究对象,探究基于无人机航测数据提取森林结构参数的可行性,为日趋自动化的林业调查工作提供参考。【方法】研究基于无人机激光雷达数据分离植被点和地面点生成数字表面模型和数字高程模型,运用... 【目的】以甘南高原的35个针叶林样方为研究对象,探究基于无人机航测数据提取森林结构参数的可行性,为日趋自动化的林业调查工作提供参考。【方法】研究基于无人机激光雷达数据分离植被点和地面点生成数字表面模型和数字高程模型,运用冠层高度模型提取树高,基于无人机正射影像利用ESP工具筛选最优分割尺度进行多尺度分割,优化特征空间进行面向对象分类,在ArcGIS中提取冠幅,将提取树高、冠幅与野外实测数据对比,进行精度评价。【结果】树高提取值与实测值拟合R^(2)为0.90,RMSE为1.336 m,具有明显的线性关系;冠幅总体分类精度为90.18%,Kappa系数为0.80,东西冠幅与实测值拟合的R^(2)为0.842,RMSE为0.509 m,,南北冠幅R^(2)为0.876,RMSE为0.479 m,东西和南北方向冠幅的均值R^(2)为0.878,RMSE为0.430 m。【结论】基于无人机遥感影像的森林结构参数自动提取方法高效可靠,在森林资源调查中有重要的现实意义。 展开更多
关键词 无人机 森林结构参数 点云数据 冠层高度模型 面向对象
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基于WebGIS平台的森林郁闭度遥感反演信息系统研建 被引量：2
7
作者 姚智 张晓丽 《浙江农林大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第3期392-398,共7页
为满足区域森林资源结构参数特别是郁闭度信息的统一管理与处理分析需求,以福建省三明市将乐县为研究区,以Landsat 8卫星的陆地成像仪(OLI)数据、外业调查的样地数据以及ASTER GDEM的高程数据为基础,选取逐步线性回归模型、向后线性回... 为满足区域森林资源结构参数特别是郁闭度信息的统一管理与处理分析需求,以福建省三明市将乐县为研究区,以Landsat 8卫星的陆地成像仪(OLI)数据、外业调查的样地数据以及ASTER GDEM的高程数据为基础,选取逐步线性回归模型、向后线性回归模型与偏最小二乘模型研究郁闭度分布情况。在此基础上,结合空间数据库技术,在Arc GIS Server for.NET(ADF)平台下开发基于B/S模式的分布式森林郁闭度反演信息系统,实现基础地理信息系统操作、数据查询、模型因子计算、森林郁闭度模型实现、数据编辑与输出等功能,为三明市将乐县森林资源结构参数数据的规格化管理与共享服务提供技术支持。 展开更多
关键词 森林测计学 森林结构参数 郁闭度反演 遥感 WEBGIS 信息管理
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无人机遥感技术在林业中的应用
8
作者 杨安蓉 李富荣 +5 位作者 赵满 冯岩晃 杨江敏 董诗凡 李木东 张超 《林业与环境科学》 2025年第3期148-157,共10页
在森林资源可持续管理和生态保护要求不断提升背景下,林业调查和监测手段逐步向高效、精准、数字化方向发展。传统林业调查人力成本高、覆盖范围有限,难以满足精准林业的需求。无人机遥感技术凭借高时空分辨率、操作灵活及高性价比等优... 在森林资源可持续管理和生态保护要求不断提升背景下,林业调查和监测手段逐步向高效、精准、数字化方向发展。传统林业调查人力成本高、覆盖范围有限,难以满足精准林业的需求。无人机遥感技术凭借高时空分辨率、操作灵活及高性价比等优势,在林业信息获取中展现出巨大潜力,成为推动精准林业的重要工具。然而,目前相关研究多集中于树种识别、森林结构参数估测等单一应用领域,缺乏系统梳理其在林业全流程中的综合应用。该研究系统总结了无人机遥感技术在林业中的应用现状,明确其在林业信息提取中的关键技术与方法,分析其在林分类型及树种识别、森林结构参数提取、森林干扰监测等方面的实际应用成果,进一步探讨当前应用中存在的问题与挑战,并对其未来发展方向进行展望。 展开更多
关键词 树种识别 森林结构参数 森林干扰监测 无人机遥感 无人机载荷
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激光雷达技术在森林高度反演中的研究进展 被引量：1
9
作者 邱世平 《林业调查规划》 2019年第2期26-29,35,共5页
遥感技术被广泛应用于我国森林资源,森林生态环境的监测中。区别于传统光学遥感技术的是激光雷达(Lidar)属于主动遥感,对森林的空间结构,特别是对森林高度的探测能力有着巨大的优势。文中介绍了激光雷达测量树高的原理、特点和应用,对... 遥感技术被广泛应用于我国森林资源,森林生态环境的监测中。区别于传统光学遥感技术的是激光雷达(Lidar)属于主动遥感,对森林的空间结构,特别是对森林高度的探测能力有着巨大的优势。文中介绍了激光雷达测量树高的原理、特点和应用,对激光雷达在测量树高上的应用研究进行回顾,对激光雷达森林高度的测量应用前景进行了分析和展望。 展开更多
关键词 激光雷达(Lidar) 森林高度反演 测量树高 冠层高度 森林结构参数
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基于机载激光雷达技术的山区针叶林单木分割方法研究 被引量：1
10
作者 黄冰倩 曹霸 +1 位作者 岳彩荣 周全 《中南林业调查规划》 2024年第3期34-39,48,共7页
以杉木为研究对象,利用无人机激光雷达点云数据,结合地面实测样地数据,探索创新现有的森林资源调查模式,提升森林资源外业调查效率,更新资源调查数据,保证数据的现势性。考虑到研究区为山地林区,地面起伏较大,选取了一种基于改进加密三... 以杉木为研究对象,利用无人机激光雷达点云数据,结合地面实测样地数据,探索创新现有的森林资源调查模式,提升森林资源外业调查效率,更新资源调查数据,保证数据的现势性。考虑到研究区为山地林区,地面起伏较大,选取了一种基于改进加密三角网滤波算法进行滤波和分类,并对比分析了分水岭、点云分割、层堆叠种子点三种不同的单木分割方法,完成了研究区单木位置、树高、冠幅等林木参数的提取研究,优化了激光雷达林木参数反演的技术流程。从30个样地中抽取10个样地,对比样木实测值与单木分割的估测值,结果表明:层堆叠种子点算法分割效果最优,F评分在64.61%~85.29%之间;点云分割算法居中,F评分在56.00%~80.60%之间;分水岭算法分割效果最差,F评分在45.57%~69.45%之间。同一种方法中,不同样地分割效果也存在差异,这可能与样地地形、树木结构形态等因素有关;样地中林木分布存在树木遮挡或树木分布结构不规则时,一定程度会降低单木分割精度。因此,根据不同林分情况,建立适用性较强的无人机激光雷达森林参数反演模型是未来努力的方向。 展开更多
关键词 激光雷达 单木分割方法 滤波 杉木 森林结构参数
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