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《东北林业大学》 2018年
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基于机载LiDAR的单木结构参数及林分有效冠的提取

耿林  
【摘要】:传统的遥感手段不足以直接获取单木的结构参数,特别是三维结构参数。机载LiDAR对树木树冠的结构参数具有较强的探测能力,从而能够较准确的获取单木树冠的三维结构参数。对单株木树冠结构参数提取以及林分有效冠的相关研究尤为重要。机载激光雷达技术是遥感领域中的一种新技术,是目前的研究前沿。LiDAR的相关技术发展十分迅速,较之现有的传统遥感方法,激光雷达所具有的穿透性使得我们能够得到更加准确的DEM、DSM以及树冠生长状态等重要参数,进而可以对树木的三维信息进行提取。因此,本研究以帽儿山实验林场为研究区域,以林场内人工针叶树种为研究对象,结合机载激光雷达点云数据、遥感影像数据以及实地调查的单木参数调查数据等数据,提取研究区域内单株木树冠的三维形状结构参数(树冠顶点位置、树高、冠幅、冠长),并与实测值进行了对比验证,在此基础上最终获得了林分有效冠高,得到林分有效冠层。本研究采用一定规则下的局部最大值窗口搜索树冠顶点,进行单木树冠顶点探测与单木树高提取;将树冠顶点作为标记,利用标记控制分水岭分割算法来提取冠幅;采用垂直向点云高程检测方法获取枝下高位置,从而对冠长进行提取;在标记控制分水岭分割出的树冠边界,提取树冠接触高,取平均值作为该样地的林分有效冠高。利用本研究方法,树冠分割的正确率为88.5%;结合样地实测参数数据对提取值进行相关性分析,由分析结果可知树高R2=0.8862,冠幅R2=0.7864,冠长R2=0.8;树高、冠幅、冠长精度分别为90.34%,86.8%,89.9%;同一林分内单木接触高相对比较稳定,对提取的林分有效冠高进行单因素方差分析,无显著差异。利用机载LiDAR数据,基于局部最大值算法能对树冠顶点与树高进行提取。可变大小的动态窗口来搜索局部最大值点,能提高单木结构参数提取精度;基于树顶标记控制分水岭算法,将高空间分辨率航片作为辅助数据,可完成较高精度的冠幅提取;垂直方向检测方法可提取单木冠长;LiDAR点云数据可对林分有效冠进行提取,在同一林分中,有效冠高大致相同。机载LiDAR具有良好的单木树冠三维结构参数提取的能力,能够满足现代林业调查对单株木的参数提取,实现对林分有效冠层的提取。
【学位授予单位】:东北林业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:S758

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【参考文献】
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1 焦义涛;邢艳秋;霍达;尤号田;赵晨阳;;基于机载LiDAR点云估测林分的平均树高[J];西北林学院学报;2015年03期
2 李响;甄贞;赵颖慧;;基于局域最大值法单木位置探测的适宜模型研究[J];北京林业大学学报;2015年03期
3 赵晨阳;邢艳秋;霍达;焦义涛;尤号田;;基于机载LiDAR落叶松树冠几何形状三维重建关键技术研究[J];西北林学院学报;2015年02期
4 王轶夫;岳天祥;赵明伟;杜正平;刘向锋;刘爽;宋二非;孙文正;张彦丽;;机载LIDAR数据的树高识别算法与应用分析[J];地球信息科学学报;2014年06期
5 张留民;吕宝奇;林蒙恩;;LIDAR标准数据格式(LAS)的解析与处理[J];测绘与空间地理信息;2014年05期
6 刘鲁霞;庞勇;李增元;徐光彩;李丹;郑光;;用地基激光雷达提取单木结构参数——以白皮松为例[J];遥感学报;2014年02期
7 张琼;刘芳;范文义;李典;杨树文;陈成;;基于机载LIDAR数据及大比例尺航片反演林木参数[J];东北林业大学学报;2011年11期
8 顾春雷;杨漾;朱志春;;几种建立DEM模型插值方法精度的交叉验证[J];测绘与空间地理信息;2011年05期
9 付甜;庞勇;黄庆丰;刘清旺;徐光彩;;亚热带森林参数的机载激光雷达估测[J];遥感学报;2011年05期
10 刘峰;杨志高;龚健雅;;基于标记控制分水岭算法的树冠高程模型分割[J];中国农学通报;2011年19期
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1 邓广;高空间分辨率遥感影像单株立木识别与树冠分割算法研究[D];中国林业科学研究院;2009年
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1 罗毅;基于激光点云的叶面积指数研究[D];南京林业大学;2016年
2 刘群;基于小光斑机载LiDAR数据的单木三维分割[D];北京林业大学;2016年
3 李芸;机载激光雷达(LIDAR)的数据处理和山区脊谷特征提取研究[D];长安大学;2013年
4 李露;基于节子属性的落叶松人工林有效冠高及整枝技术的研究[D];东北林业大学;2013年
5 王平;基于机载LiDAR数据和航空像片的单木参数提取研究[D];东北林业大学;2012年
6 范凤云;基于机载LiDAR和极化SAR数据的山区森林蓄积量估测方法研究[D];中国林业科学研究院;2010年
7 贾广帅;机载激光雷达数据特点和滤波方法研究[D];山东科技大学;2007年
【共引文献】
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1 曹荞;岳彩荣;李圣娇;翟靖超;;森林生物量估测进展[J];林业调查规划;2015年06期
2 窦长娥;费鲜芸;李忠禹;王楚;曹月媚;;花果山三维可视化系统的设计与实现[J];山东农业大学学报(自然科学版);2015年05期
3 许子乾;曹林;阮宏华;李卫正;蒋圣;;集成高分辨率UAV影像与激光雷达点云的亚热带森林林分特征反演[J];植物生态学报;2015年07期
4 张升堂;宋词;梁博;冯正;;降水分布指数模型精度分析及验证[J];水电能源科学;2015年06期
5 曹林;佘光辉;;基于机载小光斑全波形LiDAR的亚热带林分特征反演[J];林业科学;2015年06期
6 尚任;习晓环;王成;王秀兰;骆社周;;利用地面激光扫描数据提取单木结构参数[J];测绘科学;2015年09期
7 徐婷;曹林;佘光辉;;基于Landsat 8 OLI的特征变量优化提取及森林生物量反演[J];遥感技术与应用;2015年02期
8 徐婷;曹林;申鑫;佘光辉;;基于机载激光雷达与Landsat 8 OLI数据的亚热带森林生物量估算[J];植物生态学报;2015年04期
9 王英博;王栋;李仲学;王琳;;基于SFLA-Kriging算法的三维地质建模[J];系统工程理论与实践;2014年11期
10 曹林;代劲松;徐建新;许子乾;佘光辉;;基于机载小光斑LiDAR技术的亚热带森林参数信息优化提取[J];北京林业大学学报;2014年05期
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1 牛婷;塔里木河下游植被恢复遥感定量评估研究[D];新疆农业大学;2014年
2 孙华;杉木人工林林分主要参数遥感反演技术研究[D];中国林业科学研究院;2013年
3 穆超;基于多种遥感数据的电力线走廊特征物提取方法研究[D];武汉大学;2010年
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1 陈洪;基于机载LiDAR和多光谱遥感的作物LAI反演方法研究[D];石河子大学;2018年
2 杨秋丽;机载LiDAR单木分割方法对比及其影响因素分析[D];新疆大学;2018年
3 耿林;基于机载LiDAR的单木结构参数及林分有效冠的提取[D];东北林业大学;2018年
4 崔璨;基于节子剖析数据的红松人工林整枝技术研究[D];东北林业大学;2018年
5 梁宇乾;基于机载LIDAR点云回光强度对地物分类方法对比研究[D];昆明理工大学;2018年
6 王颖;等高线辅助的机载激光雷达点云数据分类方法研究[D];太原理工大学;2017年
7 闫飞凡;地面摄影测量方法研究与解算软件研建[D];哈尔滨师范大学;2017年
8 姚利辉;基于点云数据的道路设计特征点、线的提取方法研究[D];长安大学;2017年
9 魏广宇;机载Lidar点云建筑物分割技术研究[D];昆明理工大学;2017年
10 詹玉兰;多点异构激光雷达监测数据处理方法及可视化平台研究[D];西安理工大学;2016年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王蕊;邢艳秋;尤号田;孙小添;;基于星载LiDAR波形数据的森林胸高断面积估测研究[J];西北林学院学报;2014年05期
2 尤号田;邢艳秋;王铮;孙小添;王萌;;利用LiDAR离散点云估测针叶林叶面积指数[J];西北林学院学报;2014年03期
3 邢艳秋;尤号田;霍达;孙小添;王蕊;;小光斑激光雷达数据估测森林树高研究进展[J];世界林业研究;2014年02期
4 刘鲁霞;庞勇;;机载激光雷达和地基激光雷达林业应用现状[J];世界林业研究;2014年01期
5 邢艳秋;王蕊;李增元;;基于星载雷达全波形数据估测森林结构参数研究综述[J];世界林业研究;2013年06期
6 赵明伟;岳天祥;赵娜;;改进的HASM-AD算法及在空间变量模拟的应用分析[J];地球信息科学学报;2013年05期
7 刘峰;谭畅;张贵;刘京轩;;长白落叶松单木参数与生物量机载LiDAR估测[J];农业机械学报;2013年09期
8 赵静;李静;柳钦火;;森林垂直结构参数遥感反演综述[J];遥感学报;2013年04期
9 高广磊;信忠保;丁国栋;李丛丛;张佳音;梁文俊;安云;贺宇;肖萌;李文叶;;基于遥感技术的森林健康研究综述[J];生态学报;2013年06期
10 巩垠熙;何诚;冯仲科;李文钊;闫飞;;基于改进Delaunay算法的树冠三维重构单木因子提取[J];农业机械学报;2013年02期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 毕于慧;彩色航空图像森林纹理特征提取方法的研究[D];北京林业大学;2007年
2 陈忠;高分辨率遥感图像分类技术研究[D];中国科学院研究生院(遥感应用研究所);2006年
3 葛宏立;面向类的图像分割方法研究[D];北京林业大学;2004年
4 林剑;基于模糊理论的遥感图像分割方法研究[D];中南大学;2003年
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1 高纪青;基于地面激光扫描的活立木叶面积指数研究[D];南京林业大学;2015年
2 潘桂颖;基于半球摄影法的水稻冠层结构参数测量与反演[D];浙江大学;2011年
3 谭一鸣;网格模型上脊线与谷线的提取[D];浙江大学;2010年
4 张婕;考虑数据源的DEM粗差探测方法的研究与实验[D];西南交通大学;2010年
5 黄丽梅;纹理信息在遥感影像分类中的应用[D];山东师范大学;2009年
6 吕琼琼;激光雷达点云数据的三维建模技术[D];北京交通大学;2009年
7 吕献林;多源数据辅助机载LiDAR数据生成DEM方法研究[D];中国地质大学;2009年
8 刘艳丰;基于kd-tree的点云数据空间管理理论与方法[D];中南大学;2009年
9 何敏;面向对象的遥感影像土地利用信息提取[D];西南科技大学;2009年
10 高嵩;基于LIDAR数据的城市地表和建筑物模型提取技术研究[D];辽宁工程技术大学;2008年
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1 甘惠文;陈树;;林分状态与森林经营技术措施研究[J];林业勘查设计;2017年01期
2 高森;;三北工程退化林分修复研究[J];国家林业局管理干部学院学报;2017年02期
3 张连浦;;浅谈广南优良采种林分调查界定与认定[J];花卉;2017年18期
4 陈根林;;林分价值评估理论浅探[J];安徽林业;2008年03期
5 谢文柱;;人工林的生产力潜及营造技术[J];广东林业科技;1987年01期
6 J.H.Roberds;M.T.Conkle;张晓珊;;湿地松林分的群体遗传结构——亲子代异型酶的变异[J];贵州林业科技;1987年04期
7 T.C.布朗;T.C.丹尼尔;叶德敏;;林分风景美的预测技术[J];华东森林经理;1987年01期
8 叶德敏;;林分风景美的预测技术(续完)[J];华东森林经理;1987年02期
9 Саликов.Н.Я;АЩметковВ.М.;;疏密度是林分形成条件的一项定量指标[J];中南林业调查规划;1987年04期
10 H.Lee Allen;赵承开;;林地施肥[J];国外林业;1988年03期
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1 彭菲;张怀清;蒋娴;;基于单木生态模型对林分可视化的研究[A];第九届中国林业青年学术年会论文摘要集[C];2010年
2 朱磊;张怀清;林辉;蒋娴;;林分空间结构可视化技术研究[A];第九届中国林业青年学术年会论文摘要集[C];2010年
3 徐成立;翟洪波;李吉跃;魏晓霞;;油松栓皮栎混交林林分合理密度探讨[A];2005年中国科协学术年会26分会场论文集(2)[C];2005年
4 黄清麟;李元红;;中亚热带天然阔叶林可持续经营的若干问题研究[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展(下册)[C];2001年
5 惠淑荣;刘冰;;日本落叶松林分不同立地直径结构预测模型的研究[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展(下册)[C];2001年
6 徐海;;科学可视化在森林可持续经营中的应用——以SVS林分可视化系统为例[A];第十届中国科协年会论文集(二)[C];2008年
7 徐海;;科学可视化在森林可持续经营中的应用——以SVS林分可视化系统为例[A];森林可持续经营与生态文明学术研讨会论文集[C];2008年
8 洪昌端;沈辛作;刘智仕;童再康;徐金良;;杉木种源、林分、单株多层次遗传变异的研究[A];面向21世纪的中国林木遗传育种——中国林学会林木遗传育种第四届年会文集[C];1997年
9 张雄清;雷渊才;陈新美;;组合预测法在林分断面积生长预估中的应用[A];第九届中国林业青年学术年会论文摘要集[C];2010年
10 荣丽;;森林细根研究中的尺度问题浅议[A];山地环境与生态文明建设——中国地理学会2013年学术年会·西南片区会议论文集[C];2013年
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1 王忠田;印尼将50万公顷保护林分给民众经营[N];中国绿色时报;2010年
2 刘宏章;连辑布小林分赴国防基地慰问驻军官兵[N];内蒙古日报(汉);2008年
3 记者 申力 实习生 王楠;三北地区退化林分修复技术培训会在我市召开[N];大同日报;2016年
4 记者 王建兰;根本途径是保证树木和林分的健康[N];中国绿色时报;2010年
5 记者 张伯平 通讯员 东庆 赵斌;华县95万亩集体林分林到户[N];渭南日报;2009年
6 林方;顺昌启动低效林分修复改造工程[N];闽北日报;2013年
7 本报记者 韩士德;结出中国果[N];科技日报;2015年
8 本报记者 韩士德;创出中国路[N];科技日报;2015年
9 齐联;加强京津风沙源工程林分抚育管护[N];中国绿色时报;2006年
10 ;雨雪冰冻灾害受害林木清理指南[N];中国绿色时报;2008年
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1 万盼;经营方式对甘肃小陇山锐齿栎天然林林分质量的影响[D];中国林业科学研究院;2018年
2 张会儒;落叶松云冷杉林生长模拟及生态采伐更新技术体系研究[D];中国林业科学研究院;2006年
3 郝建锋;气候变化对中国东部典型森林类型影响趋势的研究[D];东北林业大学;2007年
4 赵安玖;山地常绿落叶阔叶林空间异质性研究[D];四川农业大学;2007年
5 张弓乔;基于林分状态的试验设计与经营优化[D];中国林业科学研究院;2015年
6 梁文俊;华北土石山区典型林分健康经营技术基础研究[D];北京林业大学;2013年
7 马增旺;冀北人工固沙林林分特征与综合评价研究[D];中国林业科学研究院;2013年
8 李永亮;人工林林分交互式经营可视化模拟技术研究[D];中国林业科学研究院;2014年
9 赵中华;基于林分状态特征的森林自然度评价研究[D];中国林业科学研究院;2009年
10 孙华;杉木人工林林分主要参数遥感反演技术研究[D];中国林业科学研究院;2013年
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1 耿林;基于机载LiDAR的单木结构参数及林分有效冠的提取[D];东北林业大学;2018年
2 吕盛;缙云山不同林分土壤有机碳剖面分布及矿化特征研究[D];西南大学;2018年
3 杨安;小兴安岭森林自然保护区土壤甲螨多样性研究[D];北华大学;2018年
4 刘思聪;天然林林分空间结构探究[D];广西大学;2017年
5 廖梓延;基于经验和过程方法的松栎林枯损动态预估[D];西北农林科技大学;2017年
6 刘彦君;应用三维模拟进行林分空间结构及竞争的研究[D];北京林业大学;2011年
7 匡一龙;可视化技术在林分空间结构与经营模拟中的应用研究[D];中南林业科技大学;2013年
8 刘春起;基于林分空间格局的森林采伐树木确定方案的研究[D];东北林业大学;2007年
9 朱万才;樟子松人工林林分三维可视化的研究[D];东北林业大学;2007年
10 覃阳平;基于空间结构的杉木人工林林分可视化模拟技术研究[D];中国林业科学研究院;2014年
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