收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

机载激光雷达数据和数码相机影像林木参数提取研究

赵峰  
【摘要】: 激光雷达(Light Detection And Ranging,LiDAR)是一项通过由传感器所发出的激光来测定传感器与目标物之间距离的主动遥感技术。自20世纪60年代末世界第一部激光雷达诞生以来,机载激光雷达技术成为一种重要的航空遥感技术,它用于估测森林参数的研究始于80年代中期,并为越来越多的学者所关注。机载激光雷达技术通过主动获取三维坐标信息来定量估测森林参数,尤其在估测林木高度及林木空间结构方面具有独特的优势。国外许多研究已经证明机载小光斑LiDAR数据在森林资源调查中的重要性,通过激光扫描数据可以准确地估测林分特征,如树高、胸高断面积以及林分蓄积量。而国内由于受数据源的限制,LiDAR数据在林业中的应用研究处于起步阶段。鉴于此,本研究用863计划“遥感区域综合应用示范”项目获取的LiDAR数据和数码相机影像相结合,进行林分和单木水平的林木参数反演。主要研究内容包括: 1)通过阅读大量参考文献,认真总结当前国内外的研究现状和进展,深入分析LiDAR数据反演森林参数的主要算法,指出有待进一步解决的关键技术,并对LiDAR技术今后的发展趋势及应用前景进行展望。 2)数码相机影像是高空间分辨率的真彩色影像,研究用传统摄影测量和LiDAR数据生成DEM的方法对影像进行正射纠正,认为LiDAR数据在获取数字高程模型(DEM)方面具有优势,从而可以简单、快速、准确得实现影像正射校正。 3)对研究区的LiDAR点云数据进行滤波和分类。根据地形特点、地表植被状况以及其它地类的分布,研究采用Tin Filter、Polynomial Filter、Planner Filter、Z Clip Filter、Z Proximity Filter等算法进行滤波,并对分类后的植被点云数据与同步获取的数码相机影像进行叠加以目视检验分类效果。 4)采用植被激光点云数据不同高度处的分位数作为统计变量,建立与林分平均高的关系,进行林分平均高反演。研究结果表明上四分位数处的高度(Percentile 75)与实测树高的关系最好,并与实测树高进行相关性分析,建立回归方程,平均估测精度达到90.59%。 5)用面向对象的方法对高空间分辨率(25cm)的数码相机影像进行单株木检测。通过多尺度、树冠模式的分割创建影像对象和类层次,用最邻近距离和成员函数法进行影像对象的分类,并基于分类结果进行再分割。对分割后的树冠多边形进行边缘优化,以准确识别单株木。 6)对LiDAR数据插值生成的数字地表模型(Digital Surface Model,DSM)和数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)进行差值运算生成树冠高模型(Canopy Height Model,CHM),与数码相机影像分割后产生的树冠多边形进行叠加,计算单株树冠多边形内CHM的最大高度值作为单株树的树高。用LiDAR估测树高和实测树高进行相关性分析,并建立回归方程,平均估测精度为74.89%。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前9条
1 王翠平;王豪伟;刘明;董仁才;;基于机载激光雷达点云数据的河网提取方法研究[J];中国水土保持;2011年10期
2 刘峰;龚健雅;;基于机载激光雷达技术的茂密林地单株木识别[J];农业机械学报;2011年07期
3 赵峰;庞勇;李增元;张怀清;丰伟;刘清旺;;机载激光雷达和航空数码影像单木树高提取[J];林业科学;2009年10期
4 庞勇;李增元;谭炳香;刘清旺;赵峰;周淑芳;;点云密度对机载激光雷达林分高度反演的影响[J];林业科学研究;2008年S1期
5 周梦维;柳钦火;刘强;肖青;;基于机载小光斑全波形LIDAR的作物高度反演[J];农业工程学报;2010年08期
6 付甜;黄庆丰;;基于机载激光雷达数据的森林生物量估测研究进展[J];林业勘查设计;2010年04期
7 段祝庚;肖化顺;;机载激光雷达森林参数估算方法综述[J];林业资源管理;2011年04期
8 范凤云;陈尔学;刘清旺;庞勇;李世明;赵峰;;基于低密度机载LiDAR和CCD数据的林分平均高提取[J];林业科学研究;2010年02期
9 崔要奎;赵开广;范闻捷;徐希孺;;机载Lidar数据的农作物覆盖度及LAI反演[J];遥感学报;2011年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王丽园;张霄;赵海军;梁诚;;机载激光雷达三维地表信息处理软件的设计与开发[A];中国公路学会计算机应用分会2010年学术年会论文集[C];2010年
2 陈楚江;王丽园;余绍淮;;基于机载激光雷达的公路勘察设计[A];中国公路学会计算机应用分会2010年学术年会论文集[C];2010年
3 陈盼盼;安春华;杨瑞霞;;基于机载激光雷达的城市三维模型数据采集与构建[A];第二届“测绘科学前沿技术论坛”论文精选[C];2010年
4 高晋;杨国建;吴真;陆小艺;;机载激光雷达在超高压输电线路走廊管理中的应用[A];重庆市电机工程学会2010年学术会议论文集[C];2010年
5 李琳;崔先国;季民;贾明凯;;基于机载Lidar数据的区域林木信息提取[A];《测绘通报》测绘科学前沿技术论坛摘要集[C];2008年
6 季承荔;周军;;机载激光雷达信号Fernald前向反演的一种新定标方法[A];2009第五届苏皖两省大气探测、环境遥感与电子技术学术研讨会专辑[C];2009年
7 方国锋;;航空激光成像系统在电力线路工程中应用探讨[A];第十三届华东六省一市测绘学会学术交流会论文集[C];2011年
8 叶修松;黄谟涛;任来平;;机载激光雷达探测系统偏心量的测定与计算[A];第二十一届海洋测绘综合性学术研讨会论文集[C];2009年
9 王宇晗;;机载LIDAR数据的采集处理及应用[A];2009全国测绘科技信息交流会暨首届测绘博客征文颁奖论文集[C];2009年
10 王道波;王滋政;欧建华;覃金玉;黄勇;刘慧杰;周晓翠;杨昊雨;任小毅;王立鸿;刘燕京;;数字城市中侧面纹理的快速获取实践——以数字南宁为例[A];第四届海峡两岸GIS发展研讨会暨中国GIS协会第十届年会论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 尹艳豹;基于机载激光雷达测量的森林资源调查因子联立估计研究[D];中国林业科学研究院;2010年
2 林宏;海洋悬浮粒子的米氏散射特性及布里渊散射特性研究[D];华中科技大学;2007年
3 曾齐红;机载激光雷达点云数据处理与建筑物三维重建[D];上海大学;2009年
4 冀航;基于频域滤波法的调制脉冲激光雷达水下探测研究[D];华中科技大学;2007年
5 王刃;机载LIDAR数据滤波与建筑物提取技术研究[D];解放军信息工程大学;2008年
6 周晓明;机载激光雷达点云数据滤波算法的研究与应用[D];解放军信息工程大学;2011年
7 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
8 王丽英;面向航带平差的机载LiDAR系统误差处理方法研究[D];辽宁工程技术大学;2011年
9 罗伊萍;LIDAR数据滤波和影像辅助提取建筑物[D];解放军信息工程大学;2010年
10 袁枫;机载LIDAR数据处理与土地利用分类研究[D];中国矿业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 马浩;机载激光雷达测量系统误差检校方法研究[D];山东科技大学;2011年
2 曲佳;机载激光雷达点云数据精度分析与评价研究[D];长安大学;2010年
3 朱会平;机载激光雷达测量系统检校与精度评价[D];河南理工大学;2011年
4 李堃;机载激光雷达全波形数据可视化[D];首都师范大学;2012年
5 吴文升;基于小型无人直升机的机载激光雷达数字地形测绘系统与设计与实现[D];华南理工大学;2012年
6 李东;机载激光雷达三维成像技术研究[D];电子科技大学;2012年
7 钟棉卿;机载激光雷达系统初步方案研究[D];西安科技大学;2012年
8 马广迪;基于姿态角改正的机载激光雷达条带平差方法研究[D];辽宁工程技术大学;2011年
9 毛金艳;机载激光雷达测量系统中传统安置角误差的检校及应用[D];西南交通大学;2012年
10 李斯琼;机载激光雷达数据滤波与建筑物提取方法研究[D];哈尔滨工业大学;2012年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 李程 通讯员 高杰 徐俊科;以飞机的速度行进……[N];石油管道报;2011年
2 本报通讯员 徐大志;从阿凡达到数字化高铁[N];人民铁道;2010年
3 本报记者 甄俊华 特约记者 陈明宇;乘上飞机去选线[N];中国石油报;2011年
4 本报记者 王代林;成兰铁路瞭望[N];四川日报;2008年
5 包海 彭建华;全球导航卫星系统建功汶川灾后重建[N];中国测绘报;2009年
6 刘晓旭 朱宏博;吉林局发布“十二五”人才发展规划[N];中国测绘报;2011年
7 本报记者 彭同乐;百日攻坚我先行[N];石油管道报;2010年
8 记者 张仲增;推进科学发展两岸交流先行区建设[N];中国测绘报;2009年
9 万幼川 张永军 刘良明 沈翔;摄影测量学科进展与展望[N];中国测绘报;2010年
10 记者 吴美章;国家测绘局五项举措支持海西建设[N];福建日报;2009年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978