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星载激光雷达波形长度提取与林业应用潜力分析

作者：庞 勇,于信芳,李增元,孙国清, 陈尔学,谭炳香   出版商：林业科学   出版日期：2017 年 1 月
摘  要：森林是重要的环境资源,作为陆地生态系统的主体,森林是陆地上面积最大、分布最广、组成结构最复杂、物质资源最丰富的生态系统。我国虽然是一个森林资源相对较少的国家,森林生物量依然是陆地植被总生物量的主要组成部分。鉴于森林的重要性,世界各国都投入很大的力量对森林资源进行保护,每隔一定年限对其进行调查和监测。传统的森林参数测定需要进行外业实地测量,耗费大量的人力、物力和时间,仅能获得一些点上的数据,数据的现势性较差。从/六五0期间我国就开始利用遥感技术进行森林资源调查,经过20多年的努力,可见光遥感、红外遥感在大区域森林制图、灾害监测等方面已得到了较为广泛的应用,但定量获取森林高度、生物量等参数直到合成孔径雷达和激光雷达技术的成熟才取得了突破性进展。由于激光雷达极高的角分辨能力、距离分辨能力、抗干扰能力等优点,使得激光雷达可以高精度地获取地表物体的高度信息,在民事和军事上都已广泛应用。国外已经就激光雷达在林业上的应用进行了大量的尝试,成功对林分高度、冠层垂直结构、郁闭度、胸高断面积和蓄积量(生物量)和单木参数进行了反演(Nilson, 1996;Nelsonet al., 1997;Lefskyet al., 2002,2005;Meanset al., 1999),尤其是在林木高度测量与林分垂直结构信息获取方面具有其他遥感技术无可比拟的优势。普通的光学传感器只能用于提供森林水平分布的详细信息而很难提供垂直分布的信息,而激光雷达遥感根据采样方式和配置不同(离散回波还是波形激
光雷达)可以高精度地提供森林水平和垂直的信息。本文利用ICEsat(冰、云和陆地高程卫星)卫星所搭载的GLAS传感器获取的我国东北地区星载激光雷达波形数据,阐述了数据预处理和波形长度计算方法,分析了我国东北地区波形长度的分布格局和林业应用潜力,并利用土地覆盖数据进行了验证。
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