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近地面激光雷达点云密度对森林冠层结构参数提取准确性的影响 被引量：1
1
作者 王舶鉴 蔺菲 +8 位作者 房帅 王宁宁 胡天宇 任海保 米湘成 林露湘 原作强 王绪高 郝占庆 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期681-692,共12页
基于激光雷达技术获取冠层结构为森林生态学研究增加了新的维度。搭载于多旋翼无人机的近地面激光雷达相比于固定翼有人机的机载激光雷达,能够更加灵活高效地获取森林群落样地高密度点云。但在实际操作中,往往出现局部低密度点云数据,... 基于激光雷达技术获取冠层结构为森林生态学研究增加了新的维度。搭载于多旋翼无人机的近地面激光雷达相比于固定翼有人机的机载激光雷达,能够更加灵活高效地获取森林群落样地高密度点云。但在实际操作中,往往出现局部低密度点云数据,影响了冠层结构参数提取的准确性。使用4块森林动态样地的近地面激光雷达点云数据;利用航带分解方法分析各样地低密度样方成因;采用点云抽稀模拟算法计算并拟合偏差曲线,对比不同样地、参数和取样尺度间的点云密度对冠层结构参数提取准确性的影响;根据偏差曲线计算各条件下保证参数提取准确性的最低点云密度。结果发现:1)低密度区域主要受地形或(和)近地面遥感设计规划的影响。地形复杂的测区(西双版纳和古田山样地),遥感规划难度大,整体难以获取高密度点云(在30点/m^(2)左右),容易在沟谷和高海拔处出现低密度样方。平坦测区(长白山两块样地)虽可获取高密度点云(均超过150点/m^(2)),但欠佳的遥感规划设计导致长白山1测区北部出现1hm^(2)低密度区域。2)冠层参数提取准确性随点云密度减少而迅速降低,呈负指数幂函数关系。这一变化趋势在不同参数和尺度间差异较大,但在各样地间无显著差异。3)根据偏差曲线拟合结果,点云密度达到16点/m^(2)可以实现5—20 m取样尺度下冠层结构参数提取准确度达95%。综上,为更好的将近地面激光雷达技术应用在森林生态学研究中,应注重外业遥感作业方案的合理性,充分考虑地形的影响,在源头把控数据质量;如果数据存在低密度点云的情况,应适当放宽取样尺度并慎重提取对点云密度较为敏感的冠层结构参数。 展开更多
关键词 激光雷达 点云密度 冠层结构参数 近地面遥感 森林动态样地
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用半球面影像技术测定城市林分的冠层结构参数 被引量：17
2
作者 苏志尧 贾小容 +1 位作者 解丹丹 李镇魁 《华南农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第2期65-68,102,共5页
以样方法为基础，用半球面影像技术估测了广州市帽峰山常绿阔叶林的2种冠层结构参数，即叶面积指数（LAI）和林冠孔隙度．该群落优势现象明显，但立木胸径的分布主要集中于小径级范围．100个样方测定的IAI数值范围是1．10～5．08，平均... 以样方法为基础，用半球面影像技术估测了广州市帽峰山常绿阔叶林的2种冠层结构参数，即叶面积指数（LAI）和林冠孔隙度．该群落优势现象明显，但立木胸径的分布主要集中于小径级范围．100个样方测定的IAI数值范围是1．10～5．08，平均值为2．88，变异系数（CV）为23．97％；林冠孔隙度数值范围是7．72％-21．86％，平均值为11．70％，CV为22．42％．LAI在整个林分中的分布基本呈均匀状态，从西到东及从南到北各样带间不存在显著的差异；而从南到北各样带的林冠孔隙度存在极显著的差异（P=0．0003）．作为一种近距离的遥感测量方法，半球面影像技术是一种快捷、准确、操作容易且有极高的性价比的森林冠层分析方法，将在林业科学研究特别是森林毕杰蛤测和评价中开辟更广阔的应用前景． 展开更多
关键词 林分 叶面积指数 林冠孔隙度 冠层结构参数 半球面影像技术
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抚育采伐后兴安落叶松的冠层结构参数 被引量：20
3
作者 李祥 朱玉杰 董希斌 《东北林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期1-5,共5页
对大兴安岭的兴安落叶松天然用材林进行不同强度的人工抚育采伐后,分析林木冠层结构参数的相关性。结果表明:林木冠层结构参数中,林隙分数、开度、总定点因子、冠下总辐射通量,两两之间都有显著正相关关系(P<0.01),与叶面积指数均呈... 对大兴安岭的兴安落叶松天然用材林进行不同强度的人工抚育采伐后,分析林木冠层结构参数的相关性。结果表明:林木冠层结构参数中,林隙分数、开度、总定点因子、冠下总辐射通量,两两之间都有显著正相关关系(P<0.01),与叶面积指数均呈现显著负相关(P<0.01),与叶倾角没有明显相关性;林木冠层各结构参数的平均值为:林隙分数5.511%、开度6.417%、叶面积指数5.799、叶倾角15.175°、总定点因子0.109、冠下总辐射通量1.380 mol·m-2·d-1,冠层对太阳光的截获通量均值为20.73 mol·m-2·d-1;随采伐强度增加,林隙分数、开度、冠下总辐射通量、总定点因子,先减小后增加,而叶面积指数和冠层光截获通量先增大后减小,采伐强度对叶倾角的影响不明显;在采伐强度为20.86%的样地内,用材林冠层林隙分数、开度、冠下总辐射通量均小于对照样地,而其叶面积指数高于对照样地,抚育效果最好。 展开更多
关键词 人工抚育 兴安落叶松 冠层结构参数
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利用鱼眼影像技术反演不同株型水稻的冠层结构参数 被引量：5
4
作者 胡凝 吕川根 +1 位作者 姚克敏 张晓翠 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第8期1443-1451,共9页
快速、可靠、精确地评估植被冠层结构参数在大气-植被相互作用的研究中起着举足轻重的作用。为探明鱼眼影像在水稻冠层结构研究中的应用前景,本研究选择3种不同冠层结构的水稻品种作为研究对象,利用带有鱼眼镜头的数码相机在冠层的8个... 快速、可靠、精确地评估植被冠层结构参数在大气-植被相互作用的研究中起着举足轻重的作用。为探明鱼眼影像在水稻冠层结构研究中的应用前景,本研究选择3种不同冠层结构的水稻品种作为研究对象,利用带有鱼眼镜头的数码相机在冠层的8个不同高度分别拍摄冠层影像,通过对影像的预处理提取冠层间隙度参数,根据冠层内辐射环境与冠层结构之间的定量化关系,利用Beer-Lambert定律反演水稻冠层的叶面积指数（leaf area index, LAI）和平均叶倾角（mean leaf angle, MLA）。研究结果表明,鱼眼影像反演的LAI均方根误差（root mean square error, RMSE）为1.2～1.5,相对误差（relative error, RE）为18.6%～22.5%,仅比人工测定结果低估7.6%～13.1%,优于 Sunscan 的测定结果。反演的MLA与人工测定结果之间有较好的一致性,相关系数为0.9205＊＊, RMSE为11.7°176;, RE为16.1%。研究结果表明,鱼眼影像反演水稻冠层结构是可行的方法。 展开更多
关键词 鱼眼影像 水稻 冠层结构参数 叶面积指数 平均叶倾角
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植物冠层结构参数测量中存在的问题及对策
5
作者 闫贺 张天安 刘应安 《绿色科技》 2015年第8期27-29,共3页
测量冠层结构参数对生物量估算以及模拟植物生长的模型等有重要意义,但现有测量方法复杂且不够精确。针对三维激光点云数据,探讨了冠层测量中遇到的问题,对这些问题,提出了基于半球摄影法的冠层参数计算方法,并验证了方法的正确性和可... 测量冠层结构参数对生物量估算以及模拟植物生长的模型等有重要意义,但现有测量方法复杂且不够精确。针对三维激光点云数据,探讨了冠层测量中遇到的问题,对这些问题,提出了基于半球摄影法的冠层参数计算方法,并验证了方法的正确性和可靠性。 展开更多
关键词 冠层结构参数 点云数据 半球摄影法
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间伐强度对落叶松次生林冠层结构和林内光环境的影响 被引量：18
6
作者 管惠文 董希斌 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第10期13-23,共11页
【目的】为改善林分结构和促进林木生长,对大兴安岭落叶松次生林进行不同强度的抚育间伐,研究落叶松冠层结构和光合特性指标的相关关系,进而探讨改善林内光环境特征的最佳间伐强度。【方法】设置间伐强度为9.43%、16.75%、29.00%、40.01... 【目的】为改善林分结构和促进林木生长,对大兴安岭落叶松次生林进行不同强度的抚育间伐,研究落叶松冠层结构和光合特性指标的相关关系,进而探讨改善林内光环境特征的最佳间伐强度。【方法】设置间伐强度为9.43%、16.75%、29.00%、40.01%、53.09%、67.25%的实验样地和未进行间伐作业的对照样地。对不同样地落叶松冠层结构参数和光合特征参数指标值间的差异进行描述性统计,运用相关系数法确定不同指标间的相关关系进而剔除有显著正相关的部分指标,同时运用灰色关联法对各个样地的光环境特征进行综合评价。其中冠层结构选取林隙分数、开度、叶面积指数、叶倾角、直接定点因子、间接定点因子、总定点因子、冠上直接辐射、冠上间接辐射、冠上总辐射、冠下直接辐射、冠下间接辐射、冠下总辐射13项指标,光合特征参数选取蒸腾速率、光合速率、CO2参考值、叶片表面P.A.R、叶片温度、胞间CO2浓度、水蒸气气孔导度7项指标。【结果】各样地林隙分数表现为随间伐强度的增加先减少后增加,开度、直接定点因子、总定点因子与之变化趋势相同,各项指标值均在间伐强度为29.00%的样地中最小;叶面积指数在间伐强度为29.00%时达到最大值;不同间伐强度样地的冠上辐射通量无显著差异性;冠下直接辐射通量和冠下总辐射通量随间伐强度的增加先减少后增加。随着间伐强度的增加,落叶松的蒸腾速率、光合速率、水蒸气气孔导度均呈现先增加后减少的趋势,叶片表面P.A.R、叶片温度先增加后趋于稳定,间伐增加了林地内的CO2浓度;胞间CO2浓度随着间伐强度的增加先减小再增加后减小。林隙分数与开度、直接定点因子、总定点因子、冠下直接辐射、冠下总辐射呈显著正相关,与叶面积指数呈显著负相关;蒸腾速率、光合速率、水蒸气气孔导度之间呈显著正相关性。剔除相关性极强的指标后,冠层结构的林隙分数与光合速率呈显著负相关,叶面积指数与光合速率呈显著正相关。运用灰色关联综合评判林地内的光环境特征,关联度表现为间伐强度29.00%(0.823)>40.01%(0.794)>53.09%(0.739)>0%(0.724)>67.25%(0.713)>16.75%(0.701)>9.43%(0.673)。【结论】落叶松冠层结构与光合特征指标间存在相关性,落叶松冠层的透光率对于光合速率有明显的影响。结合二者综合评价不同间伐强度下的林地光环境特征,抚育间伐强度为29.00%、40.01%的落叶松天然次生林林地的林内光环境特征较好,说明29.00%~40.01%的中等强度间伐有利于林内光环境的改善。 展开更多
关键词 间伐强度 落叶松次生林 冠层结构参数 光合参数 灰色关联评价
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水稻冠层垂直反射率模拟 被引量：8
7
作者 李云梅 倪绍祥 +1 位作者 王秀珍 黄敬峰 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第3期397-401,共5页
利用 1999年和 2 0 0 0年实测的晚稻冠层结构参数 (叶面积指数、叶倾角、叶长、叶宽等 )和叶片生物化学组分含量 (叶绿素、蛋白质、纤维素、水等 )实测数据 ,结合椭圆分布函数模型、PROSPECT模型和 FCR模型 ,模拟水稻冠层垂直反射率 ,... 利用 1999年和 2 0 0 0年实测的晚稻冠层结构参数 (叶面积指数、叶倾角、叶长、叶宽等 )和叶片生物化学组分含量 (叶绿素、蛋白质、纤维素、水等 )实测数据 ,结合椭圆分布函数模型、PROSPECT模型和 FCR模型 ,模拟水稻冠层垂直反射率 ,模拟值与实测值的相关系数大于 0 .98,均方根差 RMSE小于 0 .0 5 ,从而建立了冠层结构参数、叶片生物化学组成等农学参数与冠层垂直反射率的直接联系 ,为利用物理模型反演冠层叶面积指数、叶片叶绿素含量等奠定了基础。 展开更多
关键词 水稻 冠层垂直反射率 冠层结构参数 农学参数 FCR模型
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机载激光雷达亚热带森林乔木层垂直结构分类方法
8
作者 周相贝 李春干 +2 位作者 余铸 陈中超 苏凯 《林业资源管理》 北大核心 2022年第1期106-113,共8页
森林垂直结构分类具有重要的生态学和林学意义。以广西为研究区,通过10阶多项式对样地的离散机载激光点云的高度—覆盖度频率分布进行拟合,得到反映冠层物质垂直分布的垂直冠层剖面(伪波),通过伪波提取有效峰、冠层表面高、层下高、林... 森林垂直结构分类具有重要的生态学和林学意义。以广西为研究区,通过10阶多项式对样地的离散机载激光点云的高度—覆盖度频率分布进行拟合,得到反映冠层物质垂直分布的垂直冠层剖面(伪波),通过伪波提取有效峰、冠层表面高、层下高、林层高与冠层表面高比值等冠层结构参数,建立分类规则,将林分乔木层垂直结构分为6个类型,采用混淆矩阵评估分类精度,并选取一个面积为1369km^(2)的区域进行制图以检验分类规则的可推广性。结果表明:1)1147个样地的总体分类精度为93.9%,Kappa系数为0.913;2)单峰、双峰、3峰剖面的分类错误率为6.2%,7.4%和9.1%,杉木林、松树林、桉树林和阔叶林的分类错误率分别为9%,6.4%,2.4%和6.9%,说明林分垂直结构越复杂分类精度越低;3)各个林层的检测精度均高于96%,漏检率均小于4%,误检率均小于10%,表明各个林层都能够得到准确的检测;4)制图区域的分类规则的覆盖率达到99.8%。研究表明,乔木层垂直结构分类方法具有分类精度高、普适性强、可推广性好、空间信息丰富的特点,适用于大区域亚热带森林乔木层垂直结构分类制图。 展开更多
关键词 连续冠层垂直剖面 伪波 冠层结构参数 混淆矩阵
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夏季栾树群落冠层结构对其环境温湿度的调节作用 被引量：24
9
作者 秦仲 李湛东 +1 位作者 成仿云 沙海峰 《应用生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第6期1634-1640,共7页
为探究栾树群落降温增湿作用与其冠层结构参数的相关性在一天中的变化趋势,于天气晴朗的夏季对北京奥林匹克森林公园栾树群落内部和对照点的温度、相对湿度、群落冠层结构参数进行了测定.结果表明：栾树群落的郁闭度与叶面积指数、平均... 为探究栾树群落降温增湿作用与其冠层结构参数的相关性在一天中的变化趋势,于天气晴朗的夏季对北京奥林匹克森林公园栾树群落内部和对照点的温度、相对湿度、群落冠层结构参数进行了测定.结果表明：栾树群落的郁闭度与叶面积指数、平均叶倾角呈显著相关,且叶面积指数与平均叶倾角呈显著相关;在夏季8：00—18：00,栾树群落可降低空气温度0.43~7.53℃,在12：00左右达到降温最大值,增加相对湿度1%~22%,且在10：00左右增湿作用最显著,而在18：00—次日8：00降温增湿效果不明显;9：00—12：00,郁闭度和叶面积指数显著影响栾树群落的降温增湿作用;12：00—14：00,仅郁闭度与降温增湿作用显著相关;直到18：00,郁闭度和叶面积指数共同决定了栾树群落的降温增湿作用.因此,影响栾树群落降温增湿作用的冠层结构参数在一天中随着时间的推移发生变化. 展开更多
关键词 园林植物 空气温度 相对湿度 冠层结构参数 栾树群落
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北京师范大学学报(自然科学版)2011年第47卷总目次
10
《北京师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期I0001-I0008,共8页
关键词 北京师范大学学报 自然科学版 孙艳春 刘文忠 冠层结构参数 目次 斜点样方法 磁过滤 MEVVA
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