基于地基LiDAR的毛乌素沙地灌木高度提取
作者单位：中国科学院遥感应用研究所遥感科学国家重点实验室 中国科学院研究生院
会议名称：《遥感定量反演算法研讨会》
会议日期：2010年
学科分类：09[农学] 0903[农学-农业资源与环境]
摘 要：灌木作为陆地植被的一个重要组成部分,对于全球碳循环起着重要作用。灌木冠层结构影响太阳光的透过,从而影响植被的主要生理过程。因此,灌木结构参数的定量化对于估算地上生物量、了解碳循环具有重要意义。地基LiDAR可以获取高精度的植被垂直结构信息,从而为植被结构参数尤其是高度信息的提取提供重要参考。本文以毛乌素沙地的沙柳等8个样地的灌木为研究对象,基于RieglLMS-Z360i地基LiDAR系统获取的数据,通过如下的算法实现灌木高度信息的提取。由于本研究中的灌木高度较低,因此仅通过LiDAR水平姿态扫描方式,在每一站点用地基激光雷达获取点云数据的同时,还分别用电子坡度计、罗盘和卷尺测量了扫描仪的坡度信息、方位信息和高度信息。由于沙柳具有类似乔木的树干,因此在对地基LiDAR数据进行一定预处理后,根据点云数据的方位角信息在地基LiDAR扫描范围的外围边缘寻找缺失角度,然后提取这些缺失角度范围内的激光雷达点云,这些点包含了树干点云,在每个缺失角范围内,从激光扫描仪位置到激光扫描数据边缘的水平距离内寻找点云密度最大的距离,在这个距离处提取点云即为树干点云。在通过该算法提取出树干点云后,根据圆拟合求出树胸径和位置后,我们以树的位置点为圆点,半径为0.5m的圆的大小在三次水平扫描的激光点云数据中寻找树的最高点和最低点,从而得到树高。我们通过实测的树高对提取的树高进行了验证,结果表明效果较好。