机载激光雷达亚热带森林结构参数及蓄积量分布估测研究

发布时间：2023-11-02 18:44

　　森林是一个空间动态和连续变化的生态系统,提供了人类社会所需的木材以及非林木价值的产品,如野生动物栖息地、碳水循环、生态多样性等。亚热带森林物种丰富、森林生产力高且具有复杂和异质的森林结构。精确、实时地获取亚热带森林结构参数以及蓄积分布信息是实现森林可持续经营、理解生态系统功能、维持生物多样性和增强区域碳循环功能的重要前提。传统的森林调查方式通常需要外业实地测量,其劳动强度大、成本高且往往只能获取“点”上的信息。遥感技术能够快速、准确、高效地获取高空间、时间和光谱分辨率的森林信息,大幅度地降低了劳动强度和成本。机载激光雷达(LiDAR,Light Detection And Ranging)作为近年来快速发展的主动遥感技术,可以提供高精度和“面”上三维的森林结构信息。过去研究已表明LiDAR数据提取的传统特征变量(SM,Standard Metrics)如高度百分位数等能够较好地反演森林结构参数,然而这些变量往往忽略了森林冠层结构特性等方面的机理解释,没有充分挖掘连续的森林结构分布信息且变量之间大多具有很强的相关性。基于冠层垂直剖面的冠层特征变量(CM,Canopy Metrics)能够...

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 激光雷达技术概述
        1.2.2 激光雷达估测森林结构参数
        1.2.3 林分结构分布研究
第二章 研究区概况及数据获取
    2.1 研究区概况
        2.1.1 自然地理及气候概况
        2.1.2 研究区森林概况
    2.2 数据获取
        2.2.1 样地数据获取
        2.2.2 激光雷达数据获取
第三章 研究内容与方法
    3.1 研究内容
    3.2 研究方法
        3.2.1 基于机载激光雷达的森林结构参数反演方法
        3.2.2 基于机载激光雷达的森林蓄积量分布研究方法
第四章 基于机载激光雷达的森林结构参数反演
    4.1 技术路线
    4.2 数据准备
        4.2.1 地面数据汇总
        4.2.2 激光雷达数据预处理
    4.3 激光雷达特征变量提取
        4.3.1 CVM模型特征变量
        4.3.2 Weibull特征变量提取
    4.4 预测模型的建立与评价
    4.5 结果与分析
        4.5.1 冠层垂直剖面分析
        4.5.2 森林结构参数预测模型
        4.5.3 体元大小敏感性分析
    4.6 本章小结
第五章 基于机载激光雷达的森林蓄积量分布估测
    5.1 技术路线
    5.2 数据准备
    5.3 激光雷达特征变量提取
    5.4 Weibull分布模型的参数估计方法
        5.4.1 参数预测法(PPM)
        5.4.2 基于百分位数参数回收法(PPRM)
        5.4.3 基于矩估计参数回收法(MPRM)
    5.5 株数和蓄积量分布估计
    5.6 预测模型的建立与评价
    5.7 蓄积量分布的拟合优度检验
    5.8 结果与分析
        5.8.1 蓄积量、Weibull参数、百分位数和矩参数预测模型结果评价
        5.8.2 株数反演结果与评价
        5.8.3 不同林分密度样地蓄积量分布对比分析
        5.8.4 蓄积量分布预测结果与评价
    5.9 本章小结
第六章 总结与讨论
    6.1 结论
    6.2 研究创新点
    6.3 讨论与展望
攻读学位期间发表的学术论文
硕士期间参与科研项目
参考文献
附录



本文编号：3859548