基于近地激光雷达人工林单木结构参数反演开题报告

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1. 研究目的与意义

森林作为地球陆地生态系统中面积最大、最重要的自然生态系统,在维持全球生态平衡,促进全球生物进化和群落演替等方面起到了至关重要的作用。

森林参数作为森林生态系统最基本的数量表征,能够反映森林与环境间物质循环与能量流动关系,是评估森林碳源和碳汇的重要标志[1]。

多种近地面遥感获取数据的方式包括通过无人机和移动地基激光雷达，获取垂直方向上完整的森林高密度点云，以及通过低成本无人机立体摄影测量和地面近景摄影测量，获取连续高重叠度的森林影像。

2. 国内外研究现状分析

2.1.1无人机激光雷达激光雷达剖面数据显示了森林的垂直结构，可以可靠地估测森林生物量和蓄积量。

机载离散回波激光雷达提取生物量的研究主要集中在以下2个方面: 一是根据高密度点云基础上的单木分割计算单木生物量; 二是根据较低密度点云数据的空间分布情况来估测生物量。

王伟（2015）[5]以无人机影像为遥感数据，生产出高精度的数字表面模型（dsm）和数字正射影像图(dom)，使用面向对象的影像信息提取技术和gis空间分析技术，对冠幅、树高、郁闭度、林分密度等森林参数信息进行了提取，并结合实地调查数据，对提取结果进行了对比与分析，编制了航空立木材积表。

3. 研究的基本内容与计划

通过无人机和移动地基激光雷达，可以获取垂直方向上完整的森林高密度点云，在此基础上通过去噪、切片方法及点云边界拟合提取单木树干边缘。

基于提取的树干边缘，提取单木位置及胸径。

同时，探测点云的最大高，从而获得树高信息。

4. 研究创新点

（1）研究仪器包括手持式、背包式、地基、机载激光雷达以及无人机、数码相机。

由近地面遥感方式获取数据。

（2）对多种方式获取的数据进行数据处理，利用好软件和算法得到森林参数，不同方式获取的数据可以相互进行比较。