地形对大光斑激光雷达森林回波影响研究

利用三维激光雷达森林回波波形模型模拟了地形对波形的影响,并用ICEsat GLAS的数据对模拟结果进行了验证.结果表明坡度对大光斑激光雷达波形影响较大,随着坡度的增大,地面回波和树冠回波都展宽,波形长度也随之增加,同时地面的波峰和植被的波峰值都降低,来自地面的回波明显减少,并逐渐与靠近地面的回波发生信息混叠.鉴于二者的关系呈近似线性正相关,在实际的森林参数反演中可望通过减去一个含有坡度或地形起伏度的因子进行地形效应纠正.     

星载激光雷达在林业上的应用研究进展

简单介绍了星载激光雷达系统的特点及其工作原理和组成部分,重点阐述了基于GLAS数据对森林冠层高度、森林生物量进行估算的方法,以及基于GLAS数据在森林类型识别和郁闭度估算等方面的应用研究,并分析总结了星载激光雷达进行估测的研究进展及其一些局限性。     

机载全波形 LiDAR 数据处理及林业应用研究综述

随着激光雷达技术的发展,近几年对小光斑全波形激光雷达数据处理方法及其应用的研究已成为国内外相关领域关注的热点。文中阐述小光斑全波形激光雷达的组成及数据特点,介绍波形数据的处理流程,并在此基础上概述小光斑全波形激光雷达波形数据在林业中的应用; 基于国内外研究现状,详细论述了波形分解和提取森林结构参数的理论及方法,分析了小光斑全波形激光雷达波形数据处理的局限性及其在林业中的应用前景。     

基于小波变换的ICESAT-GlAS波形处理

小波变换在信号处理方面的优势越来越明显,但是小波中的小波基不是唯一的,所以采用不同的小波基即使处理同一组数据其结果也会不同。为了确定那种小波基更适合于大光斑激光雷达,通过对MATLAB中常用的小波基参数特性的比较分析最终确定选用Daubechies小波基和Symlets小波基,并分别通过对ICESAT-GLAS波形进行小波分解、阈值处理和小波重构来实现波形去噪过程。结果表明:用Symlets小波基中的sym7小波基比用Daubechies小波基中的db1小波基去噪后波形信噪比要高,而均方根误差则比用Daubechies小波基中的db1小波基的低,由此看来Symlets小波基中sym7小波基更适合于处理大光斑激光雷达波形数据。     

基于机载大光斑激光雷达的森林冠层高度估测

利用国家林业和草原局卫星林业应用中心设计研发的机载林业探测大光斑激光雷达回波数据,基于Matlab2014a软件对光斑数据进行数据读取、背景噪声估计、信号起始位置判断、地面回波位置确定,从而估测光斑位置下森林冠层高度。通过选取样地位置附近连续10组大光斑回波波形对森林冠层高度进行估测,并与样地实测森林冠层高度进行精度验证。结果表明:机载林业探测大光斑回波波形对7种森林冠层高度均有不同程度的估测能力,其中以胸高断面积加权平均高、优势树种平均木平均高估测效果最好,相对误差分别为4.36%和8.29%,RMSE(均方根误差)为1.40 m和1.55 m;对优势木平均高H、优势木平均高D估测能力最差,相对误差为19.81%和22.00%,RMSE为2.99m和3.34m。     

激光雷达垂直观测技术在东北沿海城市臭氧污染分析上的应用

利用激光雷达对东北沿海城市高空臭氧浓度进行了垂直观测,发现可以分析高空臭氧污染气团是否沉降至地面,进而判断臭氧污染来源是否为外部传输.结果表明:激光雷达垂直观测技术可以较好地应用于臭氧污染分析,尤其在判断臭氧污染来源方面具有重要作用;大连市和营口市作为东北沿海城市的典型代表,在本地生成臭氧和外部污染传输单独发生时,臭氧...     

激光雷达技术及其在林业上的应用

激光雷达是近年来国际上发展十分迅速的主动遥感技术,在森林参数的定量测量和反演上取得了成功的应用。激光雷达具有与被动光学遥感不同的成像机理,对植被空间结构和地形的探测能力很强,特别是对森林高度的探测能力,具有其他遥感数据无法比拟的优势。介绍激光雷达遥感的基本原理、大光斑和小光斑激光雷达系统的特点,对它们在林业上的应用现状进行评述,重点分析激光雷达反演森林参数的方法,对激光雷达的林业应用前景进行分析和展望。     

基于激光雷达的东莞常绿阔叶林结构参数提取与生物量估算

该研究通过机载激光雷达和背包激光雷达对东莞同一区域常绿阔叶林结构参数进行监测,利用监测结果估算其生物量,实现了无人机监测技术在常绿阔叶林上的应用.结果显示:无人机搭载激光雷达可以快速获取常绿阔叶林三维地形情况和林冠上层乔木的树高、冠幅等单木参数;背包激光雷达可准确监测林冠下层林分结构信息,其中胸径监测精度最高.将获得参...     

全国林草资源调查机载大光斑激光雷达挂飞检校和验证

森林在全球陆地生态系统中起到重要作用,激光雷达是除样地调查之外能够准确评估其资源量和碳汇量非常重要的技术方法。由于森林高度的空间异质性,获得大光斑激光雷达的准确位置,是其应用于森林资源调查的前提。对新研制的全国林草资源调查机载大光斑激光雷达(NFGI-LIDAR-L)和地面激光探测器,通过编写大光斑激光雷达检校算法,并基于激光能量分布特征改进探测器法计算大光斑激光雷达中心位置算法,实现NFGI-LIDAR-L几何检校。结果显示:基于激光能量分布特征计算大光斑激光雷达中心位置的方法,计算精度从5m提升到1m以内;NFGI-LIDAR-L在x,y,z方向精度和总均方根误差(RMSE)从检校前的60.51,52.76,1.88,80.30m提高到检校后的0.61,0.54,0.05,0.82m,提升了2个数量级;与控制点相比,NFGI-LIDAR-L绝对高程精度在平坦地面可以达到0.12m。通过研究,以期对机载和星载大光斑激光雷达几何检校提供借鉴。     

基于林业遥感的树种分类应用分析与展望

树种分类是林业遥感中重要的应用领域,在林业可持续管理、生物多样性研究和生态环境保护领域都有广发的应用场景。结合2000年后该领域的研究成果以及近些年林业生产过程中的应用实践,对多源数据在树种分类的应用加以汇总。从工作流程及相应算法两个角度,基于图像分类与数理统计层面对该问题进行了解析与比较。面对林业遥感在树种分类应用过程中遇到的问题与挑战,提出了基于语义分割及实例分割的不同工作思路,对未来多源遥感数据融合获取及硬件处理设备的发展前景进行了展望。     

基于GLAS数据的森林生物量估算研究进展

森林生物量是森林生态系统监测的一个重要指标。GLAS波形信息与森林冠层高度、生物量有较强的相关性,在森林冠层高度、生物量等参数估算中具有广阔的应用前景。本文简要介绍了GLAS激光雷达系统及其特点,重点总结归纳了应用GLAS进行森林冠层高度、生物量估算原理及方法,并对森林冠层高度、生物量估算模型作了介绍。     

利用大光斑激光雷达数据估测树高和生物量

通过对大光斑激光雷达数据GLAS波形的处理,建立模型反演树高、生物量并做精度检验,理论精度分别为93.7%和91.3%.结果表明:利用激光雷达数据反演树高、生物量比传统方法的精度有显著提高.     

激光雷达在森林垂直结构参数估算中的应用

激光雷达是近年来迅速发展的主动遥感技术, 激光脉冲对森林具有很强的穿透能力, 在森林垂直结构参数估测中具有巨大的潜力与优势。文中分别总结了小光斑和大光斑激光雷达在获取树高、生物量等森林参数中的应用及其优缺点, 同时分析比较了小光斑和大光斑激光雷达在估测森林参数上的不同; 最后重点介绍了目前唯一的星载大光斑激光雷达ICESat/GLAS系统, 总结分析了其在大面积森林空间结构参数估算中的应用现状, 并对激光雷达前景及其应用中存在的问题进行了探讨和展望。     

数据仓库技术在森林资源统计分析中的应用——以森林林木面积、蓄积统计分析为例

数据仓库和多维数据的理论与方法已得到了较广泛和深入的研究,但将它们应用于林业信息系统中尚不多见。本文介绍了森林资源数据仓库的特点、森林资源数据仓库的体系结构。以建立林木资源面积、蓄积统计分析为例,探讨了森林资源数据仓库设计以及数据仓库技术在森林资源统计分析中的应用过程。     

Assessing Sustainability Using Data from the Forest Inventory and Analysis Program of the United States Forest Service

Abstract

Forest sustainability has emerged as a crucial component of all current issues related to forest management. The seven Montreal Process Criteria are well accepted as categories of processes for evaluating forest management with respect to sustainability, and data collected by the Forest and Inventory Analysis (FIA) program of the United States Forest Service are well suited for such evaluations. The FIA program focuses on the collection, analysis, and distribution of data for a core set of variables obtained using a plot configuration, a sampling design, and measurement protocols that all feature national consistency. Plot, subplot, and tree-level observations include traditional mensurational measurements such as forest area, tree species, diameter, and survival and a suite of non-tree measurements related to the health of the forest. FIA data are recognized for their completeness, geographic coverage, and accessibility to users via a user-friendly interface to a national database. Three examples for three different regions of the United States illustrate the relevance and utility of FIA data for environmental and ecological assessments in the context of the Montreal Process. Several conclusions may be drawn from the examples: (1) for the Southern region, the forest land base is stable, and growing stock volume is increasing; (2) for the Mid-Atlantic region, contributions to carbon accumulation are slightly greater than for storage, and storage increases from north to south; and (3) for the Central Hardwoods region, tree species richness increases from north to south and from west to east and is stable or slightly increasing.     

基于低密度机载LiDAR和CCD数据的林分平均高提取

本文基于低密度的机载激光雷达(LiDAR)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。     

森林资源多维数据模型研究及应用

针对目前森林资源规划设计调查数据管理与应用中存在的问题,将多维数据模型的理论和技术引入森林资源管理中,建立以森林资源二类调查数据为基础的包括空间、属性21个维度的多维森林资源数据模型.并在此基础上研究多维数据模型在林业管理决策中的应用,实现了如下功能:1)对资源数据的多级聚合、上卷/下钻、嵌套、旋转等操作;2)空间与属性数据的结合,通过维度的层次结构,建立面向国家、省、县等不同数据粒度的林业专题图;3)实现多层次、多角度组合进行数据分析的功能.     

MODIS数据及其在森林防火中的应用

MODIS是美国地球观测系统(EOS)装在Terra和Aqua卫星以及后继卫星上的中分辨率成像光谱仪, 具有数据获取快、信息丰富和覆盖范围广等优点。近年来, 随着信息化的快速发展和网络规模的日益扩大, MODIS用户数量不断增加, 应用领域也更加广泛。文中对MODIS数据的来源、特性及其利用情况做了简要介绍, 在火情监测方面的应用进行了拓展, 并对其在森林防火方面的应用前景进行了分析。     

基于ICESat-GLAS数据和回波仿真原理识别森林类型

[目的]利用星载激光雷达波形数据对森林类型识别时,受地形、噪声和林层结构等因素影响,针叶林、阔叶林和混交林森林类型识别精度较低,为提高森林类型识别精度,需提取与森林类型相关的波形特征参数.[方法]结合回波仿真原理与林分冠层特征对GLAS回波波形进行理论分析,提出了与森林类型相关的波形特征参数147R-cafit-、K1...     

基于星载雷达全波形数据估测森林结构参数研究综述

随着遥感技术的迅速发展, 基于星载雷达全波形数据来估测森林结构参数已成为一项突破性的技术。星载雷达对植被空间结构和地形探测能力很强, 能准确估测出森林结构参数, 为进一步研究森林碳储量和碳循环提供可靠的基础数据, 因此在林业中得到广泛应用。文中介绍了星载雷达系统ICESat-GLAS及其组成和工作原理, 系统总结了利用星载雷达数据估测森林结构参数的研究现状, 分析了星载雷达估测森林结构参数的局限性, 并对其研究趋势进行了展望。