基于机载激光雷达测量森林资源调查因子联立估计的研究

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1、分类号S757.2密级公开UDC公开学位论文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StudyonSimultaneousEstimationofForestResourceSurveyFactorsbasedonAirborneLIDARMeasurementData尹艳豹指导教师姓名唐守正研究员（院士）申请学位级别博士专业名称森林经理学研究方向林业统计与数值分析论文提交日期2010年5月论文答辩日期2010年6月学位授予日期2010年7月答辩委员会主席鞠洪波评阅人北京·中国林业科学研究院万方数据学位论文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学位

2、论文作者尹艳豹指导教师姓名唐守正研究员李增元研究员申请学位级别博士专业名称森林经理学研究方向林业统计与数值分析论文答辩日期2010年6月中国·北京万方数据DissertationfortheDegreeStudyonSimultaneousEstimationofForestResourceSurveyFactorsbasedonAirborneLIDARMeasurementDataCandidate:YinYanbaoSupervisor:AcademicianTangShouzhengAssociateSupervisor:Prof.LiZengyuanAcade

3、micDegreeAppliedfor:Ph.DSpeciality:ForestryManagementDateofDefence:Degree-Conferring-Institution:ChineseAcademyofForestry万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得本研究生培养单位或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意

4、。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解中国林业科学研究院有关保留、使用学位论文的规定，中国林业科学研究院有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权中国林业科学研究院可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签名：导师签名：年月日年月日学位论文作者毕业联系方式工作单位：东北林业大学林学院联系电话：0451-82190384电子邮件：yinyanbao@nefu.edu.cn通讯地

5、址、邮编：黑龙江省哈尔滨市香坊区和兴路26号东北林业大学林学院150040万方数据摘要人类对森林的关注正随着时代的发展日益提高，激光雷达技术的应用为森林空间信息获取提供了新的技术支持，其鲜明的数据特点和海量数据的获取也为实际应用提供了巨大的应用潜力。本文围绕着使用机载LIDAR数据获取森林资源调查因子这一主题展开研究，以促进激光雷达技术在林业领域的深入发展与应用。以甘肃大野口生态定位站青海云杉水源涵养林为研究对象，在获取机载LIDAR数据、实测地面定位数据和实测样地林木数据的基础上，首先进行了激光数据的DEM滤波工作，其次通过机载LIDAR数据反演出部分测树因子（单木树

6、高、冠幅、株数），最后用LIDAR数据和反演的测树因子构造变量，通过建立多元线性回归模型及联立方程组应用对森林参数进行了再估计，这充分体现了LIDAR数据总体对森林参数的应用能力。研究结果表明，LIDAR数据对生物量、株数、断面积平均直径、树高、冠幅这些主要森林参数估计模型的确定系数达到了0.829、0.837、0.866、0.897、0.886。主要研究内容和结论有：1、提出了判别分析求取DEM的思路和方法本文以包含林地和空地的补充样地为起点，通过对激光点云单次和多次回波数据的三维空间坐标分布、反射强度分布和垂直分布三方面特征进行探讨，从中分离出地面点集、植被点集两类

7、初始群体，进而提出了基于判别分析的林地DEM提取方法。用实测地面控制点（1472个）的样地进行检验，结果表明：对山区林地林木复杂环境的DEM提取采用判别分析的方法是可行的，其精度达到高差总平均值0.236m，方差0.05，高差处于-0.5m-0.5m之间的数据占总量的93.85%。这种方法避免了人工确定参数或阈值，有助于提高数据处理的自动化。2、确定单木识别株数和建立可变窗口经验模型采用一定窗口内CHM局部最高点与实测单木匹配的方法来确定单木识别株数。窗口分为圆形和方形两种模板、固定与可变两种形式。通过比较得出在研究的森林类型中圆形窗口好