结合LiDAR单木分割和高光谱特征的城市森林树种分类开题报告

全文总字数：1295字

1. 研究目的与意义

研究目的：本研究研究区为常熟虞山生态园，通过激光雷达技术对树冠三维结构的提取和植被的光谱特征两者的结合对城市森林的树种进行分类。

激光雷达技术可以准确获得森林的三维结构点云，进而获取森林三维信息，而高光谱数据可以获得丰富的植被冠层反射光谱信息，两者结合，可以有效提升遥感森林信息的提取效果和精度。

研究意义：区别于以往的人工林下调查，利用低空遥感手段对森林信息进行提取。

2. 国内外研究现状分析

国外现状随着上世纪九十年代中期引入的定姿定位技术以及计算机技术的全面发展，激光剖面测量与扫描系统在商业化的地形测绘领域有了长足的发展。

目前激光雷达主要有地面、车载、机载以及星载四种模式，更多的分类还包括舰载激光雷达以及导弹激光雷达，其中机载 lidar 是用于地形测量的最为重要的模式之一。

现阶段机载 lidar技术已广泛应用于城市规划、林业调查、电力线提取及建模、自然灾害预警及损失评估（包括森林火警、全球冰川监测、局部断裂带提取、滑坡监测和稳定性评价等）、走廊式测图以及湿地和禁区的测绘等领域。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：本研究研究区域在常熟虞山宝岩生态园。

宝岩生态园的主要树种为水杉，香樟，板栗等。

本研究将在单木精确提取的基础上，使用八旋翼无人机搭载激光雷达以及光谱仪在研究区域上空呈条带状飞行，记录下研究区域的激光雷达数据和光谱数据，基于激光雷达技术提取结构冠层特征变量，再基于高光谱数据提取光谱特征，在特征级进行数据融合，结合当地树种类型及各树种特征，最后使用随机森林方法对主要城市森林进行树种分类和精度验证。

4. 研究创新点

1、 利用同时相获取的激光LiDAR及光谱仪提取城市森林三维结构点云和树冠光谱特征；2、 结合激光雷达的结构点云与林木的光谱特征对城市森林的树木综合分析并识别树种