基于激光雷达的林窗光照强度估测研究
发布时间：2021-10-27 15:38
机载激光雷达（Airborne Laser Scanning,ALS）是一种新型主动式遥感技术,能在多时空尺度上获取森林生态系统高精度的植被结构信息、三维地形特征。ALS对林窗的高精度监测在认识森林干扰状况、更新规律以及反演生态环境参数等方面具有巨大潜力。国内研究多集中在利用ALS进行森林生物量监测,而对林窗太阳辐射的测量极少涉及,本论文利用ALS对林窗立体结构进行高精度测量,对不同特征的林窗进行光照强度的时空反演,研究成果对森林生态环境参数的精准估算具有重要意义。主要研究内容如下:（1）以湖南武冈林场的试验样地为研究对象,利用ALS数据对林窗结构进行识别,识别结果与实测数据对比分析表明:两个样地的林窗面积差异率分别为8.01%和7.37%;边缘木高度差异率分别为-5.95%和-7.39%;林窗形状系数差异率分别为-2.45%和-5.45%;决定系数R2均在0.8和0.9之间;结果说明ALS监测和实地测量没有显著差异且线性相关性较强。（2）提出基于ALS的林窗太阳辐射强度的估测方法。根据太阳高度角和方位角估测晴朗天气状况下林窗范围内太阳辐射强度,结合数字高程模型DEM、山体遮蔽系数、数...
【文章来源】：中南林业科技大学湖南省
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 课题来源
1.3 林窗结构特征监测研究现状
1.4 森林光照强度(太阳辐射强度)模型研究现状
1.5 目前存在的主要问题
1.6 主要研究内容和技术路线
1.6.1 主要研究内容
1.6.2 技术路线
2 基于激光雷达的林窗立体结构量测方法
2.1 研究内容及相关步骤
2.1.1 激光雷达数据的获取步骤以及预处理
2.1.2 林冠层数据的处理
2.2 林窗识别
2.2.1 林窗立体结构测量
2.2.2 本研究改进效果
2.3 实验分析
2.4 本章小结
3 基于激光雷达的林窗光照强度估测方法
3.1 研究内容
3.1.1 基于ALS点云数据的林窗识别
3.1.2 晴朗天气山区太阳辐射强度估算
3.1.3 林窗太阳辐射计算
3.2 创新点及改进点
3.3 本章小结
4 试验结果与分析
4.1 研究概况
4.1.1 研究区概况
4.1.2 野外调查方法
4.1.3 机载激光雷达数据
4.2 基于本文方法对研究区林窗太阳辐射监测过程
4.2.1 基于ALS点云数据的林窗判别
4.2.2 晴朗天气山区太阳辐射强度计算
4.2.3 林窗太阳辐射计算
4.3 本章小结
5 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
附录A: (攻读学位期间主要学术成果)
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于机载激光雷达的林隙结构参数提取[J]. 李欢,李明泽,范文义,王斌. 林业科学. 2018(10)
[2]基于LiDAR的亚热带次生林林窗对幼树更新影响分析[J]. 刘峰,谭畅,王红,龙江平. 农业机械学报. 2017(03)
[3]基于机载激光雷达的中亚热带常绿阔叶林林窗特征[J]. 刘峰,谭畅,王红,张江,万颖,龙江平,刘芮希. 应用生态学报. 2015(12)
[4]Effects of gaps on regeneration of woody plants: a meta-analysis[J]. Jiaojun Zhu,Deliang Lu,Weidong Zhang. Journal of Forestry Research. 2014(03)
[5]马尾松人工林不同大小林窗植物多样性及其季节动态[J]. 崔宁洁,张丹桔,刘洋,张健,杨万勤,欧江,张捷,宋小艳,殷睿. 植物生态学报. 2014(05)
[6]激光雷达在森林生态系统监测模拟中的应用现状与展望[J]. 郭庆华,刘瑾,陶胜利,薛宝林,李乐,徐光彩,李文楷,吴芳芳,李玉美,陈琳海,庞树鑫. 科学通报. 2014(06)
[7]粤北山地常绿阔叶林自然干扰后冠层结构与林下光照动态[J]. 区余端,苏志尧. 生态学报. 2012(18)
[8]不同混交度指数的比较分析[J]. 汤孟平,娄明华,陈永刚,徐文兵,赵明水. 林业科学. 2012(08)
[9]林窗几何特征的测定方法[J]. 胡理乐,李俊生,吴晓莆,闫伯前,朱教君,罗建武,肖能文. 生态学报. 2010(07)
[10]关于森林林窗中几个问题的综述和展望[J]. 费世民,何亚平,何飞,陈秀明,蒋俊明,张旭东. 四川林业科技. 2009(04)
博士论文
[1]基于机载激光雷达的森林参数反演研究[D]. 郝红科.西北农林科技大学 2019
[2]中国大陆地区地表太阳辐射估算及其时空变化分析[D]. 邹玲.武汉大学 2017
[3]森林空间结构分析与优化经营模型研究[D]. 汤孟平.北京林业大学 2003
硕士论文
[1]基于机载高光谱和LiDAR数据的树种分类[D]. 吴艳双.北京林业大学 2019
[2]基于机载激光雷达的林隙结构参数提取[D]. 李欢.东北林业大学 2018
[3]关于不同海拔的太阳辐射计算[D]. 曾理.中国科学技术大学 2015
[4]基于机载激光雷达的林木特征研究[D]. 王植槐.中南林业科技大学 2014
本文编号：3461895
【文章来源】：中南林业科技大学湖南省
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 课题来源
1.3 林窗结构特征监测研究现状
1.4 森林光照强度(太阳辐射强度)模型研究现状
1.5 目前存在的主要问题
1.6 主要研究内容和技术路线
1.6.1 主要研究内容
1.6.2 技术路线
2 基于激光雷达的林窗立体结构量测方法
2.1 研究内容及相关步骤
2.1.1 激光雷达数据的获取步骤以及预处理
2.1.2 林冠层数据的处理
2.2 林窗识别
2.2.1 林窗立体结构测量
2.2.2 本研究改进效果
2.3 实验分析
2.4 本章小结
3 基于激光雷达的林窗光照强度估测方法
3.1 研究内容
3.1.1 基于ALS点云数据的林窗识别
3.1.2 晴朗天气山区太阳辐射强度估算
3.1.3 林窗太阳辐射计算
3.2 创新点及改进点
3.3 本章小结
4 试验结果与分析
4.1 研究概况
4.1.1 研究区概况
4.1.2 野外调查方法
4.1.3 机载激光雷达数据
4.2 基于本文方法对研究区林窗太阳辐射监测过程
4.2.1 基于ALS点云数据的林窗判别
4.2.2 晴朗天气山区太阳辐射强度计算
4.2.3 林窗太阳辐射计算
4.3 本章小结
5 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
附录A: (攻读学位期间主要学术成果)
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于机载激光雷达的林隙结构参数提取[J]. 李欢,李明泽,范文义,王斌. 林业科学. 2018(10)
[2]基于LiDAR的亚热带次生林林窗对幼树更新影响分析[J]. 刘峰,谭畅,王红,龙江平. 农业机械学报. 2017(03)
[3]基于机载激光雷达的中亚热带常绿阔叶林林窗特征[J]. 刘峰,谭畅,王红,张江,万颖,龙江平,刘芮希. 应用生态学报. 2015(12)
[4]Effects of gaps on regeneration of woody plants: a meta-analysis[J]. Jiaojun Zhu,Deliang Lu,Weidong Zhang. Journal of Forestry Research. 2014(03)
[5]马尾松人工林不同大小林窗植物多样性及其季节动态[J]. 崔宁洁,张丹桔,刘洋,张健,杨万勤,欧江,张捷,宋小艳,殷睿. 植物生态学报. 2014(05)
[6]激光雷达在森林生态系统监测模拟中的应用现状与展望[J]. 郭庆华,刘瑾,陶胜利,薛宝林,李乐,徐光彩,李文楷,吴芳芳,李玉美,陈琳海,庞树鑫. 科学通报. 2014(06)
[7]粤北山地常绿阔叶林自然干扰后冠层结构与林下光照动态[J]. 区余端,苏志尧. 生态学报. 2012(18)
[8]不同混交度指数的比较分析[J]. 汤孟平,娄明华,陈永刚,徐文兵,赵明水. 林业科学. 2012(08)
[9]林窗几何特征的测定方法[J]. 胡理乐,李俊生,吴晓莆,闫伯前,朱教君,罗建武,肖能文. 生态学报. 2010(07)
[10]关于森林林窗中几个问题的综述和展望[J]. 费世民,何亚平,何飞,陈秀明,蒋俊明,张旭东. 四川林业科技. 2009(04)
博士论文
[1]基于机载激光雷达的森林参数反演研究[D]. 郝红科.西北农林科技大学 2019
[2]中国大陆地区地表太阳辐射估算及其时空变化分析[D]. 邹玲.武汉大学 2017
[3]森林空间结构分析与优化经营模型研究[D]. 汤孟平.北京林业大学 2003
硕士论文
[1]基于机载高光谱和LiDAR数据的树种分类[D]. 吴艳双.北京林业大学 2019
[2]基于机载激光雷达的林隙结构参数提取[D]. 李欢.东北林业大学 2018
[3]关于不同海拔的太阳辐射计算[D]. 曾理.中国科学技术大学 2015
[4]基于机载激光雷达的林木特征研究[D]. 王植槐.中南林业科技大学 2014
本文编号：3461895
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