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GEDI与Tandem-X DEM估测密林林下地形性能评价
1
作者 黄佳鹏 夏婷婷 宇洋 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期279-287,共9页
针对密林情况下,GEDI数据与现有的Tandem-X DEM数字地面模型估测林下地形精度没有进行整体评价问题,拟以密林情况作为主要分析场景,通过提取GEDI L2A数据产品对应光斑的经纬度、林下地形信息与数据质量筛选参数,开展数据质量筛选,用以... 针对密林情况下,GEDI数据与现有的Tandem-X DEM数字地面模型估测林下地形精度没有进行整体评价问题,拟以密林情况作为主要分析场景,通过提取GEDI L2A数据产品对应光斑的经纬度、林下地形信息与数据质量筛选参数,开展数据质量筛选,用以估测基于GEDI数据的林下地形数据,与Tandem-X DEM数据估测密林情况下研究区林下地形开展比较,并进一步探究冠层高度、森林覆盖度与植被类型对估测精度的影响。GEDI与Tandem-X DEM的R~2分别为0.99和0.98,GEDI估测林下地形结果的RMSE、Average与STD分别6.49、-1.92、4.42 m, Tandem-X DEM估测林下地形结果的RMSE、Average与STD分别为18.15、14.63、7.35 m。GEDI数据在混交林和稀疏草原情况下RMSE与Average分别变化8.05 m和6.04 m, Tandem-X DEM数据在常绿针叶林与农田/天然植被情况下,RMSE与Average变化幅度为21.63、26.43 m。实验结果表明,GEDI与Tandem-X DEM数据与机载验证数据存在强相关性,且GEDI相对Tandem-X DEM数据表现出更优的评价标准;地表植被类型相对冠层高度和植被覆盖度会对两数据估测林下地形精度产生更大的影响。 展开更多
关键词 林下地形 密林区域 精度评估 GEDI Tandem-X DEM
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星载光子计数激光雷达数据森林高度及林下地形反演研究进展
2
作者 李毅 朱建军 +2 位作者 付海强 高士娟 吴可夫 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期4380-4390,共11页
森林高度是衡量森林生物量、森林生态系统碳汇的重要参数,位于森林下的地形(林下地形)是支撑国家重大基础设施建设、灾害监测的战略信息资源。新一代星载激光雷达ICESat-2/ATLAS采用一种多波束微脉冲的光子计数技术,以10 kHz的重复频率... 森林高度是衡量森林生物量、森林生态系统碳汇的重要参数,位于森林下的地形(林下地形)是支撑国家重大基础设施建设、灾害监测的战略信息资源。新一代星载激光雷达ICESat-2/ATLAS采用一种多波束微脉冲的光子计数技术,以10 kHz的重复频率对地发射激光脉冲,从而导致出现间隔为0.7 m、光斑半径为8.5 m的重叠光斑。相比于ICESat-1/GLAS,ICESat-2/ATLAS具有更高的空间采样率以及对坡度的不敏感性,是目前反演森林高度参数和林下地形的重要手段。本文介绍了ICESat-2/ATLAS的主要参数指标,总结了各类误差因素对ATL08官方产品的影响,分析了各种森林区光子点云滤波方法、ICESat-2林下地形反演方法及森林高度参数反演方法的适用性及面临的主要问题,展望了ICESat-2/ATLAS光子点云滤波、林下地形及森林高度参数反演的发展趋势及应用前景。 展开更多
关键词 星载光子计数激光雷达ICESat-2 光子点云滤波 林下地形 森林高度 研究进展
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基于ICESat-2数据及TanDEM-X DEM的林下地形反演 被引量：4
3
作者 张晨 朱建军 付海强 《测绘工程》 CSCD 2021年第1期60-65,共6页
传统光学遥感手段以及SAR获取的数字高程模型(DEM)包含一定的植被信号,如何准确估计植被高度并将其从包含植被高信号的DEM中扣除,对生成高精度DEM具有重要意义。基于此,提出一种基于ICESat-2/ATLAS数据和TanDEM-X DEM的林下地形生成方... 传统光学遥感手段以及SAR获取的数字高程模型(DEM)包含一定的植被信号,如何准确估计植被高度并将其从包含植被高信号的DEM中扣除,对生成高精度DEM具有重要意义。基于此,提出一种基于ICESat-2/ATLAS数据和TanDEM-X DEM的林下地形生成方法。首先利用ICESat-2 ATLAS数据联合MODIS、温度、降雨及高程等辅助信息通过随机森林进行建模及预测,实现空间连续植被高反演;之后,在估计X波段InSAR森林区穿透深度基础上,利用反演所得植被高,扣除TanDEM-X DEM中的植被高信号,得到林下地形。选取我国东北地区作为试验区,实验结果表明:反演林下地形精度为9.14 m,相比原始Tandem-X DEM的精度提高21.2%。 展开更多
关键词 ICESat-2 TanDEM-X反演 植被高度 林下地形
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InSAR林下地形测绘方法:理论、进展、挑战与前景 被引量：3
4
作者 谢雁洲 朱建军 +1 位作者 付海强 汪长城 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2020年第4期997-1011,共15页
近几十年来,森林覆盖区林下地形的重要意义与应用已得到广泛认可,许多学者对此开展了大量高精度林下地形绘图的研究。然而,森林场景的高时空动态性使得传统的测量技术难以重建精确的林下地形。微波遥感为林下地形测绘带来了契机,其能在... 近几十年来,森林覆盖区林下地形的重要意义与应用已得到广泛认可,许多学者对此开展了大量高精度林下地形绘图的研究。然而,森林场景的高时空动态性使得传统的测量技术难以重建精确的林下地形。微波遥感为林下地形测绘带来了契机,其能在有限的时间内大范围提取、重建林下地形,其中包括合成孔径雷达干涉测量(InSAR),极化合成孔径雷达干涉测量(PolInSAR)和层析SAR(TomoSAR)。本文首先介绍了基于InSAR生成数字高程模型(DEM)的主要原理以及森林区域SAR数据的获取。随后,综合分析了基于InSAR,PolInSAR和TomoSAR的林下地形提取方法,并讨论其相关的应用及反演性能。最后,重点介绍了未来高精度林下地形测绘所面临的四个方面的挑战,包括SAR数据采集,误差补偿和校正,散射模型重建与解译以及多源数据融合的解决方案与策略。 展开更多
关键词 林下地形 微波遥感 干涉SAR 极化干涉SAR 层析SAR
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双极化干涉SAR林下地形反演
5
作者 刘雅佳 朱建军 付海强 《测绘工程》 CSCD 2020年第5期20-26,共7页
传统InSAR技术所测得的高度通常介于地表和植被冠层顶部之间,无法准确获取林下地形信息,极化干涉SAR(PolInSAR)由于具备区分同一分辨单元内不同散射体的能力使得林下地形测绘成为可能。但是,现有方法主要依赖于全极化SAR数据,而全极化SA... 传统InSAR技术所测得的高度通常介于地表和植被冠层顶部之间,无法准确获取林下地形信息,极化干涉SAR(PolInSAR)由于具备区分同一分辨单元内不同散射体的能力使得林下地形测绘成为可能。但是,现有方法主要依赖于全极化SAR数据,而全极化SAR数据采集不利于星载SAR系统兼顾高分辨率、大覆盖范围及短重返周期。为此,文中提出基于双极化PolInSAR数据的林下地形反演方法,其核心思想将全极化相干区域估计策略推广到双极化干涉数据。在此基础之上,结合PolInSAR散射模型实现地表干涉信号的提取,并用于林下地形反演。最后,选取覆盖针叶林区的机载E-SAR L、P双极化SAR数据对方法进行验证。实验结果表明,双极化PolInSAR反演林下地形的精度接近全极化PolInSAR的结果,优于传统InSAR技术的反演精度。此外,分析不同双极化组合方式对林下地形反演结果的影响,发现HH和HV极化组合方式更适用于林下地形的反演。该研究对星载SAR系统极化模式的优化以及建立大范围林下地形测绘方法具有重要的参考价值。 展开更多
关键词 双极化干涉SAR 林下地形 相干区域
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基于统计方法的TanDEM-X林下地形反演
6
作者 刘朝松 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2022年第S02期162-166,共5页
在森林区域,微波难以穿透森林达到地表,获取真实的地表高程,其获取的数字高程模型(DEM)包含植被信息。本文使用单基线单极化TanDEM-X数据和SRTM DEM,充分利用其统计信息,并以菲律宾试验区为例,成功将植被信号移除,得到林下地形。试验结... 在森林区域,微波难以穿透森林达到地表,获取真实的地表高程,其获取的数字高程模型(DEM)包含植被信息。本文使用单基线单极化TanDEM-X数据和SRTM DEM,充分利用其统计信息,并以菲律宾试验区为例,成功将植被信号移除,得到林下地形。试验结果表明:林下地形反演精度从7.74 m提高到4.77 m,精度提高了38.3%,能够为平坦地区大面积林下地形反演提供技术支持。 展开更多
关键词 TanDEM-X 林下地形 统计模型 INSAR
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星载激光雷达GEDI数据林下地形反演性能验证 被引量：1
7
作者 董瀚元 于颖 范文义 《南京林业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期141-149,共9页
【目的】新一代天基测高系统全球生态系统动力学调查(GEDI)对森林观测及经营具有重要意义,为探究GEDI V2(GEDI第2版)数据反演林下地形的性能,利用机载雷达数据验证林下地形反演精度,并探究反演精度的影响因素。【方法】分别以美国西波... 【目的】新一代天基测高系统全球生态系统动力学调查(GEDI)对森林观测及经营具有重要意义,为探究GEDI V2(GEDI第2版)数据反演林下地形的性能,利用机载雷达数据验证林下地形反演精度,并探究反演精度的影响因素。【方法】分别以美国西波拉森林与中国帽儿山森林为研究对象,利用G-liht及帽儿山高精度机载雷达数据验证GEDI V2数据在针叶林及针阔叶混交林下反演地形的性能,并分析不同光束强度、光斑时间、坡度及植被覆盖度对地形反演精度的影响。【结果】美国西波拉针叶林地区地形反演精度均方根误差(RMSE)为2.33 m,平均绝对误差(MAE)为1.48 m;帽儿山针阔叶混交林地区地形反演精度RMSE为4.49 m, MAE为3.33 m。随着坡度、植被覆盖度增大,两种森林类型地形反演精度均降低。【结论】GEDI V2数据反演针叶林林下地形精度要优于针阔叶混交林,强光束优于覆盖光束,湿润地区白天效果更优,干旱地区黑夜效果更优;平缓地区数据使用效果极好,陡峭地区精度降低;中低植被覆盖度区域地形反演精度较高,高植被覆盖区域地形测定性能有所下降。 展开更多
关键词 星载激光雷达 全球生态系统动力学调查(GEDI) 林下地形 反演精度 坡度 植被覆盖度
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InSAR林下地形测绘方法与研究进展 被引量：8
8
作者 朱建军 付海强 汪长城 《武汉大学学报（信息科学版）》 EI CSCD 北大核心 2018年第12期2030-2038,共9页
传统光学遥感技术手段在森林覆盖区难以准确获取林下地形,原因在于其只能测量森林冠层顶部高程。微波信号能够穿透森林冠层并记录森林垂直结构信息,为解决林下地形测绘难题带来了契机,如何准确获取林下地形已成为微波遥感领域的研究热... 传统光学遥感技术手段在森林覆盖区难以准确获取林下地形,原因在于其只能测量森林冠层顶部高程。微波信号能够穿透森林冠层并记录森林垂直结构信息,为解决林下地形测绘难题带来了契机,如何准确获取林下地形已成为微波遥感领域的研究热点。首先介绍了面向林下地形测绘的合成孔径雷达(syntheticaperture radar,SAR)干涉测高原理及数据获取手段。然后对利用SAR进行林下地形测绘的方法进行了分类,主要包括基于合成孔径雷达干涉测量(interferometric synthetic aperture radar,InSAR)、极化合成孔径雷达干涉测量(polarimetric InSAR,PolInSAR)及基于多基线InSAR/PolInSAR数据的层析SAR(tomographicSAR,TomoSAR)技术的林下地形测绘方法,并介绍了上述3种方法的应用进展。最后在此基础上,从数据获取、误差改正及散射模型构建3个角度分析了林下地形测绘所面临的问题。 展开更多
关键词 林下地形 微波遥感 干涉SAR 极化干涉SAR 层析SAR
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基于星载激光测高数据的植被冠层高度反演 被引量：3
9
作者 张颖 李松 +1 位作者 张文豪 罗敏 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期697-703,共7页
星载激光测高系统在应用于冠层高度反演时,由于光斑尺寸较大、地表环境复杂等因素,导致无法准确地从回波信号中提取地面位置。针对该问题,设计了一种分类地面波形,计算有效候选峰加权高程的地面返回位置提取和植被冠层高度反演方法。采... 星载激光测高系统在应用于冠层高度反演时,由于光斑尺寸较大、地表环境复杂等因素,导致无法准确地从回波信号中提取地面位置。针对该问题,设计了一种分类地面波形,计算有效候选峰加权高程的地面返回位置提取和植被冠层高度反演方法。采用该方法对佛蒙特州西北地区的GLAS回波数据进行了处理,实现了地面高程提取和冠层高度反演,以同时期机载Lidar测量数据进行精度验证,并与高斯分解法的反演结果进行比较。结果表明该方法提取的地面返回位置与机载雷达采集的地面点云的分布非常接近,且地面提取精度优于高斯分解法;GLAS冠层高度反演结果 RMSE为2.82 m,相关系数为0.81,与机载激光雷达测量结果具有较好的一致性,且优于高斯分解法的冠层高度反演结果。 展开更多
关键词 星载激光测高 波形处理 林下地形 高度反演
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层析SAR三维成像方法与森林参数反演研究进展
10
作者 万杰 汪长城 +1 位作者 朱建军 付海强 《遥感学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期576-590,共15页
森林是陆地上最大的生态系统,在全球碳氧循环中发挥着举足轻重的作用。森林植被集中了85%以上的陆地植被生物量,森林的生物物理参数,如森林高度、林下地形、生物量等,对森林资源管理、森林碳汇能力及碳储量的评估、生物多样性保护等具... 森林是陆地上最大的生态系统,在全球碳氧循环中发挥着举足轻重的作用。森林植被集中了85%以上的陆地植被生物量,森林的生物物理参数,如森林高度、林下地形、生物量等,对森林资源管理、森林碳汇能力及碳储量的评估、生物多样性保护等具有重要意义。合成孔径雷达层析技术TomoSAR (Synthetic Aperture Radar Tomography)具备对观测目标的三维成像能力,可以获得森林的内部结构信息,在森林植被参数反演中发挥着重要的作用。本文从层析SAR的三维成像原理出发,系统阐述目前层析SAR技术进行多维感知的主流算法:首先,根据SAR数据获取模式的不同,将层析SAR的三维成像方法归纳为单极化层析SAR算法和全极化层析SAR算法两类,对比分析植被参数反演中两种不同层析SAR成像算法在垂直分辨率、辐射分辨率、鲁棒性、计算复杂度等方面的表现;然后,基于层析SAR的三维成像能力,阐述层析SAR技术在森林垂直结构重构、森林高度反演、林下地形测绘、生物量估计等应用中的研究进展;最后对层析SAR技术在森林植被区前沿应用进行展望,提出面临的关键挑战。 展开更多
关键词 遥感 层析SAR 三维成像 林下地形 森林高度 森林垂直结构 森林生物量
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