林分空间结构提取及与大气颗粒物分布关系研究

发布时间：2017-05-13 16:23

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【摘要】：大气颗粒物造成的空气污染严重危害了人类身体健康,森林作为生态系统中最重要的组成部分,对于调控大气颗粒物浓度有着显著的效果,特别是林分的空间结构对于大气颗粒物的阻滞影响尤为明显。目前国内外很多学者对研究森林植被对大气颗粒物的滞留附着作用,提出很多角度和定性定量的研究方法。当前有通过森林物种、林带范围、林分配置的角度来研究树木对大气颗粒物阻滞作用的研究；也有从叶片角度分析其表面对大气颗粒物的吸附能力。本研究选取北京市奥林匹克森林公园紧邻五环道路的人工林作为实验样地,利用三维激光扫描系统获取林分的点云数据,分别通过格网法和拟鱼眼图像的方法提取样地内树木的树冠体积和叶面积指数。采集获取样地的大气颗粒物浓度数据以及气象因子等数据。从林分空间结构参数的角度来分析林分空间结构对大气颗粒物的滞留能力。结果表明林地树冠空间结构的变化与其滞尘效应有一定的相关性。当树冠体积和叶面积指数变化率大时,林分对大气颗粒物的吸滞量相应增大,反之亦成立。为实际生产中利用植被调控大气颗粒物浓度提供参考。
【关键词】：三维激光扫描系统 大气颗粒物浓度 叶面积指数 树冠体积 阻滞
【学位授予单位】：北京林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X513;X173
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 1. 绪论7-21
• 1.1. 研究目的与意义7
• 1.2. 国内外研究现状7-21
• 1.2.1. 森林空间结构信息提取现状7-16
• 1.2.2. 森林对大气颗粒物阻滞作用影响现状16-21
• 2. 研究内容及方法21-25
• 2.1. 研究内容、方法21
• 2.2. 技术路线和实验方案21-25
• 3. 研究区概况25-27
• 3.1. 自然地理状况25
• 3.2. 气候状况25
• 3.3. 样地介绍25-27
• 4. 数据采集及点云预处理27-35
• 4.1. 三维激光扫描数据采集27-29
• 4.1.1. 三维激光扫描系统介绍27-28
• 4.1.2. 三维点云数据采集28-29
• 4.2. 空气质量数据采集29-31
• 4.2.1. 大气颗粒物数据采集29-30
• 4.2.2. 气象数据采集30-31
• 4.3. 利用LAI-2000冠层分析仪测定叶面积指数31-32
• 4.3.1. 仪器介绍31-32
• 4.3.2. 数据采集32
• 4.4. 点云数据预处理32-35
• 5. 林分空间结构信息提取35-49
• 5.1. 树冠体积提取35-36
• 5.2. 有效叶面积指数提取36-49
• 5.2.1. 半球摄影法测算有效叶面积指数的原理36-41
• 5.2.2. 点云数据拟半球图像的获取41-45
• 5.2.3. 由平面投影的点云数据求得孔隙率45-49
• 6. 林分结构对颗粒物分布影响分析49-61
• 6.1. 林分对大气颗粒物水平分布影响49-57
• 6.1.1. 春季样地不同颗粒物浓度变化影响分析49-52
• 6.1.2. 夏季样地不同颗粒物浓度变化影响分析52-54
• 6.1.3. 冬季样地不同颗粒物浓度变化影响分析54-57
• 6.2. 林分结构变化对大气颗粒物分布影响57-61
• 6.2.1. 林分内单位面积上林冠体积对颗粒物分布的影响57-59
• 6.2.2. 叶面积指数对大气颗粒物浓度变化的影响59-61
• 7. 讨论与结论61-63
• 参考文献63-71
• 个人简介71-73
• 导师简介73-75
• 获得成果目录75-77
• 致谢77

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