机载LiDAR点云森林冠层高度模型凹坑去除方法及树高信息提取研究

发布时间：2021-04-22 16:08

　　随着机载激光雷达（lightdetection and ranging,LiDAR）技术在林业中的广泛应用,高密度的LiDAR点云数据不仅可以获取大范围森林参数信息,还能提取单木的的相关参数,而森林冠层高度模型（canopy height model,CHM）作为其数据产品更直接影响着森林参数的反演,然而CHM中存在的局部凹坑现象阻碍了各类森林参数信息的提取。为了优化CHM,需要去除局部凹坑。因此,本文以利用LiDAR数据提取树高信息为目的,提出了基于稳健局部加权回归平滑点云数据的方法去除局部凹坑,优化森林冠层高度模型。本文主要针对该目的进行了以下几个方面的工作:（1）优化冠层高度模型（CHM）,去除普遍存在的局部凹坑数据,达到优化的目的,获得高质量的森林参数。本文提出利用局部稳健加权回归的方法进行点云数据平滑处理,去除凹坑,再利用一定插值方法插值生成冠层表面模型（digital surface model,DSM）,减去地面高程以获得归一化高度点云,在去除凹坑后形成CHM。（2）将本文的优化方法与高斯滤波法、中值滤波法和分层高度最大值法进行比较,通过对研究区30个样方的点云数据的处理... 

【文章来源】：山东科技大学山东省

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 引言
        1.1.1 研究背景及意义
        1.1.2 国内外研究现状
    1.2 研究目标和主要研究内容
        1.2.1 研究目标
        1.2.2 主要研究内容
    1.3 研究技术路线
2 研究区与数据
    2.1 研究区域概况
    2.2 数据获取
    2.3 数据预处理
3 冠层高度模型的优化
    3.1 简介
    3.2 方法
        3.2.1 局部稳健加权回归分析
        3.2.2 权函数的选取
        3.2.3 利用Lowess平滑点云数据
    3.3 算法验证
        3.3.1 数据准备及算法流程
        3.3.2 CHM凹坑去除效果
        3.3.3 与其他方法的比较
        3.3.4 算法评价及结论
4 基于去除凹坑后的CHM提取平均树高
    4.1 利用优化后的CHM提取平均树高
    4.2 常用的插值方法
        4.2.1 方法
        4.2.2 方法评价
    4.3 不同插值方法生成CHM提取树高信息的比较
    4.4 小结
5 结论与讨论
    5.1 结论
    5.2 讨论
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间公开发表的论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]机载激光雷达森林冠层高度模型凹坑去除方法[J]. 段祝庚,曾源,赵旦,吴炳方,赵玉金,朱建军.  农业工程学报. 2014(21)
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[3]祁连山天老池小流域土壤有机碳空间异质性及其影响因素[J]. 马文瑛,赵传燕,王超,王阳.  土壤. 2014(03)
[4]基于克里金插值算法的机载LiDAR数据处理应用实例分析[J]. 王新艺,康艾.  西部资源. 2013(06)
[5]反距离加权插值算法中插值参数对DEM插值误差的影响[J]. 张锦明,郭丽萍,张小丹.  测绘科学技术学报. 2012(01)
[6]几种插值方法在微DEM构建中的应用[J]. 宋向阳,吴发启.  水土保持研究. 2010(05)
[7]利用机载激光雷达数据提取单株木树高和树冠[J]. 刘清旺,李增元,陈尔学,庞勇,武红敢.  北京林业大学学报. 2008(06)
[8]机载激光雷达（LiDAR）数据在森林资源调查中的应用综述[J]. 赵峰,李增元,王韵晟,庞勇.  遥感信息. 2008(01)
[9]机载激光雷达平均树高提取研究[J]. 庞勇,赵峰,李增元,周淑芳,邓广,刘清旺,陈尔学.  遥感学报. 2008(01)
[10]三维成像激光雷达遥感技术在林业中的应用[J]. 黄麟,张晓丽.  世界林业研究. 2006(04)

博士论文
[1]基于激光雷达和高光谱遥感的森林单木关键参数提取[D]. 赵旦.中国林业科学研究院 2012
[2]机载激光雷达森林参数估测方法研究[D]. 刘清旺.中国林业科学研究院 2009

硕士论文
[1]计量经济学中统计建模的非参数方法和转变点分析[D]. 孙云利.华中科技大学 2004



本文编号：3154069