一种基于机载激光雷达数据的森林蓄积量分布估测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于机载激光雷达数据的森林蓄积量分布估测方法，属于森林资源监测、森林可持续经营管理和生态因子调查领域。本发明专利技术首先将激光雷达点云数据进行归一化处理，从归一化点云数据中提取特征变量；然后采用最大似然法解算Weibull尺度参数和形状参数，对激光雷达特征变量进行优选并反演Weibull尺度参数和形状参数；最后利用两参数Weibull分布模型预测森林蓄积量分布。本发明专利技术对森林蓄积量分布的估测方法与其他相近估测方法相比，其总体精度提升了5％以上，该方法不仅利于特征变量的机理解释，也可用于天然林和次生林。

A Forestry Volume Distribution Estimation Method Based on Airborne Lidar Data

The invention discloses a method for estimating forest stock distribution based on airborne lidar data, which belongs to the field of forest resource monitoring, sustainable forest management and ecological factor investigation. The method firstly normalizes the point cloud data of lidar and extracts characteristic variables from the normalized point cloud data; then uses maximum likelihood method to solve Weibull scale parameters and shape parameters, optimizes and retrieves Weibull scale parameters and shape parameters of lidar characteristic variables; finally uses two-parameter Weibull distribution model to predict forest stock distribution. Compared with other similar estimation methods, the overall accuracy of the method is improved by more than 5%. The method is not only beneficial to the mechanism interpretation of characteristic variables, but also can be used in natural forests and secondary forests.

【技术实现步骤摘要】
一种基于机载激光雷达数据的森林蓄积量分布估测方法
本专利技术属于森林资源监测、森林可持续经营管理和生态因子调查领域，更具体地说，涉及一种基于机载激光雷达数据的森林蓄积量分布估测方法。
技术介绍
精确的森林蓄积量分布信息，对于森林资源监测、森林可持续经营管理和生态因子调查有重要意义。同时，这些信息也可以用于掌握森林竞争、维护生物多样性、加强可持续森林管理，对于促进全球碳平衡具有重要意义。常规的森林蓄积量分布信息获取主要依赖于野外调查，其工作量较大，且不利于蓄积量分布信息的更新。激光雷达技术(LiDAR)作为一种主动遥感技术，受天气环境等的影响较小，能够较好地获取森林的植被高程信息及冠层三维结构信息。利用激光雷达数据可以有效估算森林蓄积量分布。近年来，基于激光雷达对森林结构参量(如林分直径、胸高断面积和蓄积量等)分布进行估算的研究为：Gobakken等2004年在《ScandinavianJournalofForestResearch》第16卷上发表的“Estimationofdiameterandbasalareadistributionsinconiferousforestbymea本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于机载激光雷达数据的森林蓄积量分布估测方法，其特征在于，首先将激光雷达点云数据进行归一化处理，从归一化点云数据中提取特征变量；然后采用最大似然法解算Weibull尺度参数和形状参数，对激光雷达特征变量进行优选并反演Weibull尺度参数和形状参数；最后利用两参数Weibull分布模型预测森林蓄积量分布。

【技术特征摘要】
1.一种基于机载激光雷达数据的森林蓄积量分布估测方法，其特征在于，首先将激光雷达点云数据进行归一化处理，从归一化点云数据中提取特征变量；然后采用最大似然法解算Weibull尺度参数和形状参数，对激光雷达特征变量进行优选并反演Weibull尺度参数和形状参数；最后利用两参数Weibull分布模型预测森林蓄积量分布。2.根据权利要求1所述的基于机载激光雷达数据的森林蓄积量分布估测方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)借助航空飞机采集激光雷达数据，在地面设置样地，并在样地中记录每木的胸径和树高；(2)将激光雷达原始点云数据滤波、插值生成数字高程模型，通过生成的数字高程模型对点云数据进行归一化处理；(3)从归一化点云数据中提取传统特征变量和冠层特征变量作为激光雷达特征变量；(4)采用最大似然法解算Weibull尺度参数和形状参数，将解算得到的两参数作为预测量与优选的激光雷达特征变量建立回归关系，从而预测Weibull尺度参数和形状参数；(5)通过步骤4预测得到的Weibull尺度参数和形状参数还原蓄积量分布。3.根据权利要求2所述的基于机载激光雷达数据的森林蓄积量分布估测方法，其特征在于，采集激光雷达数据的方法为：采用机载LiCHy装置系统搭载RieglLMS-Q680i激光传感器装置，机载平台的飞行高度为900...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹林，张峥男，佘光辉，
申请(专利权)人：南京林业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32