基于机载LiDAR单束激光穿透指数的白桦林LAI估测

邢艳秋霍达尤号田田昕焦义涛谢杰姚松涛

东北林业大学森林作业与环境研究中心中国林业科学研究院资源信息研究所

摘要：森林叶面积指数（LAI）是描述森林冠层结构和树木生长状况的一个重要指标.本研究以内蒙古依根地区为研究区,在充分考虑机载激光雷达不同回波脉冲之间差异的基础上,对LiDAR点云数据进行分束处理,同时利用传感器与目标之间的距离对LiDAR点云强度进行校正,在由点云校正强度计算传统激光穿透指数（LPI）的同时提出了一个新的激光穿透指数,即单束激光穿透指数（LPI_s）,并分别采用LPI和LPI_s两种激光穿透指数在4种不同LiDAR数据采样尺度（直径分别为5、10、15和20 m）下分别应用理论模型和经验模型两种不同的建模方法对森林LAI进行估测,以期通过激光分束来提高森林LAI的估测精度.结果表明:分束激光穿透指数均值(LPI_mean)估测LAI的效果明显好于未分束LPI的估测效果,且当LiDAR数据采样尺度为15 m时,LPI_mean的经验模型（R2=0.80,平均绝对偏差MAD为0.11）和理论模型（R²=0.77,MAD=0.16）的估测结果均达到最佳.最后综合应用最佳经验模型与理论模型各自的优点绘制了研究区的白桦林LAI分布图.

关键词：

叶面积指数; 机载激光雷达; 强度校正; 激光分束; 单束激光穿透指数;

基金资助：

林业公益性行业科研专项（201504319）；国家重点基础研究发展计划项目（2013CB733404）资助~~；