nasa 激光测量森林树高
激光雷达测绘技术应用
激光雷达测绘技术应用随着科技的不断发展，激光雷达测绘技术已成为地理信息获取的重要手段之一。
激光雷达测绘技术是一种利用激光雷达对地表进行测量和绘图的方法，其应用范围广泛，具有很高的实用价值和使用价值。
本文将概述激光雷达测绘技术的原理和常用方法，并探讨其在不同领域中的应用场景和优势，同时通过实际案例进行分析和介绍。
激光雷达测绘技术是通过发射激光束对目标物体进行测距和定位，然后根据测量的数据绘制出地形图的一种技术。
其工作原理是通过对目标物体反射回来的激光束进行接收，并测量出激光束往返的时间，从而计算出目标物体与激光雷达之间的距离。
同时，通过测量激光束在空中的传播方向和角度，可以确定目标物体的空间位置。
激光雷达测绘技术的常用方法包括机载激光雷达测绘和地面激光雷达测绘。
机载激光雷达测绘是指将激光雷达搭载在飞机上进行测量，适用于大范围的地形测绘。
而地面激光雷达测绘是将激光雷达放置在地面上进行测量，适用于小范围的地形测绘和对特定目标的检测。
激光雷达测绘技术在不同领域中都有着广泛的应用。
在城市规划中，激光雷达测绘技术可以用于城市地形测绘、建筑物三维建模等方面，为城市规划提供高精度的数据支持。
在林业中，激光雷达测绘技术可以用于森林资源调查、林业面积测量等方面，提高林业管理的精度和效率。
在地质领域中，激光雷达测绘技术可以用于地质构造研究、矿产资源调查等方面，为地质工作提供更准确的地质信息。
实际案例中，激光雷达测绘技术应用于某大型露天矿山的测量中。
通过对矿山水文地质条件进行精细探测，激光雷达测绘技术为矿山安全生产提供了有力保障。
在矿区土地复垦和生态修复方面，激光雷达测绘技术也发挥了重要作用，为矿区生态环境的改善提供了数据支持。
激光雷达测绘技术在各个领域中都有着广泛的应用前景。
随着科技的不断进步和发展，激光雷达测绘技术将会不断完善和发展，为人类社会的发展和进步做出更大的贡献。
引言星载激光雷达是一种利用激光雷达技术对地球表面进行遥感测量的先进设备。
简述激光雷达监测树高的基本原理。
简述激光雷达监测树高的基本原理。
激光雷达（LIDAR）是一种利用激光脉冲测量目标距离的技术。
在监测树木高度方面，激光雷达常被广泛应用。
以下是激光雷达监测树高的基本原理：
1.激光脉冲发射：激光雷达系统发射短脉冲的激光束。
这个激光束被发送到目标，这里
是树木的树冠。
2.激光脉冲与目标交互：激光束与目标表面相交，通常是树冠的上部。
激光脉冲经过反
射，返回激光雷达。
3.时间测量：激光雷达系统测量激光脉冲发射和返回之间的时间。
由于光速是已知的，
通过测量时间，系统可以计算激光脉冲在空气中行进的距离。
4.计算树高：通过测量发射和返回之间的时间以及考虑光速，激光雷达系统可以计算出
激光脉冲的往返时间，进而计算目标（树冠顶部）的距离。
5.多点测距和数据处理：激光雷达可以发送多个脉冲，并在目标表面上形成多个测距点。
通过在目标区域生成大量测距点，并对这些点进行分析和处理，可以得到目标地形的三维模型。
在监测树高时，系统会关注树冠的顶部和地面的高度，从而得到树高。
这个过程通常会使用扫描机构来旋转或移动激光雷达，以便对整个目标区域进行扫描。
最终，通过分析激光雷达返回的数据，可以获得目标区域内树木的高度信息。
这项技术在林业、地质勘探和环境监测等领域有着广泛的应用。
精确砍伐树木方案利用激光测距技术精确确定砍伐点减少误伤和资源浪费
精确砍伐树木方案利用激光测距技术精确确定砍伐点减少误伤和资源浪费精确砍伐树木方案：利用激光测距技术精确确定砍伐点，减少误伤和资源浪费概述砍伐树木是一项涉及工作安全和资源管理的重要任务。
为了减少误伤和资源浪费，有效的砍伐树木方案至关重要。
本文将介绍如何利用激光测距技术来精确确定砍伐点，从而提高操作的效率和准确性。
引言在过去，砍伐树木通常依赖于人工测量和经验判断来确定砍伐点。
然而，这种方法容易产生误差，导致不必要的损失和风险。
现代技术的发展为我们提供了更准确、高效的解决方案。
激光测距技术的应用激光测距技术是一种快速、准确的测量方法。
它利用激光束发出、反射和接收的时间差来计算测量目标的距离。
在砍伐树木的应用中，激光测距技术可以用来确定树木的高度、倾斜度和相对位置。
砍伐树木方案的制定基于激光测距技术的砍伐树木方案可以分为以下几个步骤：1. 预测砍伐点：通过激光测距仪测量树木的高度和倾斜度，结合地形和环境因素，确定最佳的砍伐点。
这样可以避免树木倒下时对周围环境和人员造成的潜在危险。
2. 安全措施：根据砍伐树木的高度和位置，制定相应的安全方案。
例如，如果树木高度较大且周围有建筑物或人员活动区域，需要采取更加严格的安全措施，比如使用保护栏或者通知附近居民。
3. 操作指导：利用激光测距技术获取的信息，可以为操作人员提供精确的指导。
例如，通过设置激光目标标记树木的倾斜度，操作人员可以根据这些指示来控制砍伐的角度和方向。
4. 资源管理：激光测距技术还可以帮助精确测算树木的体积，以便确定砍伐后的资源利用方案。
通过精确测量树木的直径和高度，可以有效地评估木材的质量和价值，并为后续加工和利用提供参考依据。
案例研究为了更好地了解激光测距技术在砍伐树木方案中的应用，我们进行了一项案例研究。
我们选取了一片公共绿地中的一棵高大树木进行测量和砍伐。
通过激光测距仪的测量，我们准确获得了树木的高度和倾斜度，并确定了最佳的砍伐点。
在实际操作中，我们严格遵循了前述的安全措施，并根据激光指导顺利地完成了砍伐任务。
使用激光雷达测绘技术进行森林资源调查
使用激光雷达测绘技术进行森林资源调查随着科技的不断进步和创新，越来越多的领域开始应用激光雷达测绘技术，其中包括环境保护领域的森林资源调查。
激光雷达测绘技术以其高精度、高分辨率和非接触式的优点，成为了一种非常有效的手段，用于获取森林资源信息和监测森林生态环境。
激光雷达测绘技术利用了激光束在传播过程中的特性，结合相应的数据处理算法，可以实现对地面、植被和地形等森林要素的高精度三维定量测量。
相对于传统的测绘方法，如航空摄影和地面测量，激光雷达测绘技术具有更高的效率和更多的信息提取能力。
首先，激光雷达测绘技术可以实现高精度的地形测量。
激光雷达发射的短脉冲激光束可以在极短的时间内穿透树冠层，直接达到地面或地表，然后被接收回来。
通过测量激光束从发射到回接收的时间，可以计算出激光束的传播距离，从而得知地面或地表的高程信息。
由于激光束的传播速度是已知的，因此可以达到非常高的测量精度。
其次，激光雷达测绘技术可以实现高分辨率的植被结构测量。
激光束穿过植被时会发生散射，并在植被内部反复反射，形成了回波信号。
通过接收这些回波信号，并结合激光雷达的测量几何关系，可以获得植被的三维坐标和高度。
这些信息可以用来反演植被的结构参数，如树高、冠幅和干扰程度等，对于森林资源调查和管理非常有价值。
此外，激光雷达测绘技术还可以实现高精度的地表覆盖分类。
通过分析激光雷达回波信号的特征，可以将地表覆盖物，如土地类型、植被类型和建筑物等进行分类。
这种分类可以为森林资源调查和生态环境监测提供详细的信息，例如森林类型、森林健康状况和植被分布等。
总结起来，使用激光雷达测绘技术进行森林资源调查具有高精度、高分辨率和非接触式的优点。
利用这种技术，可以实现地形测量、植被结构测量和地表覆盖分类等多个方面的测量与分析。
这将为森林资源保护与管理提供全面而准确的信息基础，从而更好地支撑相关决策和措施的制定。
但是，需要提醒的是，在实际应用中，激光雷达测绘技术也面临一些挑战和限制。
森林测高器 名词解释
森林测高器1. 名词解释森林测高器是一种用于测量森林中树木高度的仪器。
它通过发射激光束，并利用激光束的反射时间来计算树木的高度。
这种仪器通常由激光发射器、接收器和计算机系统组成。
2. 原理及工作方式森林测高器的工作原理基于激光测距技术。
它利用激光束在空气中的传播速度和反射时间来计算树木的高度。
具体工作方式如下：•发射激光束：森林测高器通过激光发射器发出一束短脉冲激光束，该激光束在空气中传播，直到与树木相遇。
•接收反射信号：当激光束遇到树木后，一部分能量会被树木吸收，而另一部分则会被反射回来。
森林测高器的接收器会接收到这些反射信号。
•计算距离：通过测量从发射到接收所经历的时间，可以计算出激光束从发射到树木再到接收的距离。
•计算高度：在计算出距离之后，森林测高器可以利用三角形的原理，结合仪器与地面的相对位置关系，计算出树木的高度。
•数据处理：测量得到的数据可以通过计算机系统进行处理和分析。
这些数据可以用于生成树木高度图、统计森林中不同高度区间的树木数量等。
3. 应用领域森林测高器在森林资源管理和研究领域有着广泛的应用。
以下是一些主要应用领域：3.1. 森林资源管理森林测高器可以用于快速、准确地获取大量树木的高度信息。
这对于森林资源管理非常重要，可以帮助决策者了解森林中不同树种的生长情况、密度分布以及可利用资源的数量。
通过对测量数据进行分析，可以制定合理的森林保护和利用策略。
3.2. 林业规划在进行林业规划时，了解不同地区树木的生长情况和分布是至关重要的。
森林测高器可以提供准确的树木高度数据，帮助规划师在制定林地利用规划、选择合适的树种以及确定种植密度时做出科学决策。
3.3. 森林生态研究森林测高器可以用于森林生态学研究中的树木生长监测和生态系统分析。
通过长期监测不同地区的树木高度变化，可以研究气候变化、土壤条件和人为干扰对森林生态系统的影响。
这些研究结果对于保护自然环境、维持生态平衡具有重要意义。
3.4. 林业经济评估森林测高器可以为林业经济评估提供可靠数据支持。
如何利用激光雷达进行森林资源测绘与监测
如何利用激光雷达进行森林资源测绘与监测激光雷达（Lidar）是一种光学测距工具，利用激光的反射来获取目标物体的位置和形状信息。
近年来，激光雷达的应用范围不断扩大，其中，森林资源测绘与监测是其重要的应用之一。
本文将探讨如何利用激光雷达进行森林资源测绘与监测的方法与技术。
首先，激光雷达可以通过扫描发射激光束，并记录激光束的反射时间来精确地测量树木的高度。
通过这种方式，可以快速准确地获得森林中树木的高度分布情况，从而为森林资源的管理和规划提供有力的支持。
此外，激光雷达还可以通过对激光束的反射强度进行分析，进一步获得树木的干体积和质量等信息。
其次，激光雷达可以通过测量激光束的反射时间和强度，获取森林地面的高程数据。
通过这种方式，可以生成高精度的数字地形模型（DTM），从而更好地理解森林地形的特征和变化。
利用这些DTM数据，研究人员可以分析森林地形对水资源的影响，进一步研究森林生态系统的动态变化规律。
除了对树木高度和地形进行测量外，激光雷达还可以用于森林植被的分类与分布研究。
通过测量激光束的多次反射，可以获取目标物体的不同反射特性，从而实现对森林植被的三维重建和分类。
例如，不同类型的树木在激光束的反射特性上会有所不同，利用这些差异，可以识别森林中的不同植被类型，如常绿树、落叶树等。
这对于研究森林植被的空间分布和生态特性具有重要的意义。
此外，激光雷达还可以用于森林火灾的监测与预警。
由于激光雷达可以实时获取森林地表的信息，因此它可以帮助监测森林火灾的蔓延速度和范围。
通过对激光雷达数据进行实时分析，可以及时发现火灾的发生和扩大趋势，并及时采取措施进行应对。
这对于保护森林资源和减少火灾造成的损失具有重要的意义。
综上所述，利用激光雷达进行森林资源测绘与监测具有重要的意义和价值。
通过测量树木高度和干体积、获取地面高程数据、研究植被分类与分布以及监测火灾等，可以更好地了解森林资源的状态和变化趋势。
这将为森林资源的管理和保护提供科学依据，为实现可持续发展做出贡献。
森林冠层高度的遥感估算：进展、挑战与未来方向
森林冠层高度的遥感估算：进展、挑战与未来方向在地球的陆地生态系统中，森林扮演着至关重要的角色。
森林冠层高度作为描述森林结构的关键参数之一，对于理解和监测森林生态系统的功能和健康状态至关重要。
近年来，随着遥感技术的发展，如何利用遥感数据高效、准确地获取森林冠层高度信息，已成为林业研究和森林管理中的热点问题。
遥感技术在森林监测中的应用遥感技术通过不同的传感器和平台，提供了一种大范围、快速获取森林信息的手段。
从早期的光学影像到现在的激光雷达（LiDAR）技术，遥感技术在森林监测中的应用不断深化。
光学影像由于受大气条件和季节变化的影响较大，往往难以获取森林的垂直结构信息。
而LiDAR技术能够穿透森林冠层，获取更为精确的森林高度和生物量信息。
LiDAR技术：穿透森林的“激光眼”LiDAR技术通过发射激光脉冲并接收其反射回来的信号，计算地面和植被的高度信息。
这项技术在森林垂直结构监测中显示出了巨大潜力。
然而，LiDAR数据的获取成本较高，且数据处理复杂，这限制了其在更大范围森林监测中的应用。
地理统计学：森林监测的得力助手为了克服LiDAR数据成本高和覆盖范围有限的问题，研究者们开始尝试将地理统计学方法与遥感数据相结合，以提高森林监测的效率和精度。
回归克里金（Regression Kriging, RK）技术就是其中一种有效的手段。
通过将遥感数据与地面实测数据相结合，RK技术能够在考虑空间自相关性的基础上，对森林冠层高度进行更为准确的估算。
森林冠层高度的不确定性量化在进行森林冠层高度估算时，不确定性的量化同样重要。
这不仅涉及到模型本身的精度，还包括数据采集、处理过程中的各种误差。
通过对不确定性的评估，可以更好地理解模型的可靠性，为森林管理提供更科学的决策支持。
未来展望：技术融合与智能化随着技术的不断进步，未来森林监测将朝着技术融合和智能化的方向发展。
无人机（UAV）搭载的小型化LiDAR设备、合成孔径雷达（SAR）以及更高分辨率的光学影像，将为森林监测提供更为丰富和精细的数据源。
激光雷达 测量树木的方法
激光雷达测量树木的方法嘿，你知道吗，激光雷达可是个厉害的家伙呢！它就像是我们测量树木的秘密武器。
激光雷达就像一双超级眼睛，能把树木的各种细节都看得清清楚楚。
那它到底是怎么测量树木的呢？咱就来好好唠唠。
想象一下，激光雷达向树木发射出一束束激光，就像一道道神奇的光线，这些光线碰到树木后就会反弹回来。
然后呢，通过分析这些光线的传播时间和角度等信息，就能算出树木的各种数据啦。
比如说树有多高呀，树冠有多大呀，树干有多粗呀，统统都能知道。
这多神奇呀！就好像我们有了一个能看透树木的魔法工具。
它可比我们用尺子去量方便多了，也准确多了呢。
而且啊，它还能同时测量一大片树林里的好多好多树木，这效率，简直了！你说这激光雷达是不是特别牛？它能在短时间内获取大量关于树木的数据，这对林业研究、生态保护啥的可太重要了。
咱再想想，要是没有激光雷达，那我们要了解一片树林的情况得费多大劲呀！得一棵一棵地去量，那得花多少时间和精力啊。
有了激光雷达，这一切都变得简单多啦。
它就像是一个默默工作的小能手，在我们看不到的地方发挥着巨大的作用。
它帮助我们更好地了解树木的生长状况，为保护森林资源提供了有力的支持。
那它具体是怎么做到这么厉害的呢？首先呀，它的精度非常高，能精确到毫米级别呢。
这意味着什么？意味着它能把树木的细节都捕捉得非常准确。
然后呢，它的测量速度也超快，眨眨眼的功夫，一大片树木的数据就到手啦。
而且哦，激光雷达还能穿透一些障碍物呢，比如说树叶啥的。
这可太厉害啦，一般的测量工具可做不到这一点哟。
你说这激光雷达是不是很了不起？它就像是为我们打开了一扇了解树木世界的大门，让我们能更深入地探索森林的奥秘。
哎呀，真的是不得不佩服科技的力量呀！有了激光雷达，我们对树木的了解能更上一层楼呢。
以后呀，我们肯定还能发现更多它的神奇用途。
所以呀，激光雷达测量树木的方法真的是既先进又实用呢！这可真是我们探索自然、保护自然的好帮手呀，你难道不这么认为吗？。
测绘技术中的树木森林测量方法
测绘技术中的树木森林测量方法近年来，随着人们对环境保护意识的提高，森林资源的测量与管理变得愈发重要。
测绘技术在森林资源测量中起着关键作用，尤其是树木森林测量方法的应用。
本文将探讨测绘技术中的树木森林测量方法，展示其在实际应用中的国内外现状和发展趋势。
一、激光雷达测量方法激光雷达技术是树木森林测量领域最为常用的方法之一。
通过向森林区域发射激光束，激光雷达可以测量出激光束与树木之间的距离和高度差。
通过对激光束的反射和回波时间的测量，可以获得树木的高度、形态、密度和位置信息。
激光雷达测量方法具有无侵入性、高精度、高效率等优点，被广泛应用于森林调查和林业资源管理。
国际上已有很多研究通过激光雷达进行树木高度、冠层密度和干体积等参数测量。
二、无人机遥感测量方法随着无人机技术的飞速发展，无人机遥感测量方法在树木森林测量领域也逐渐崭露头角。
通过搭载激光雷达、高分辨率相机等设备的无人机，可以对森林进行高精度、高分辨率的测量和影像获取。
无人机遥感测量方法弥补了传统测量方法的局限性，使得数据获取更加快速、准确。
同时，无人机在树木森林测量中的应用还包括树种分类、林分结构和生物量估算等方面，为森林资源的管理提供了更多的数据支持。
三、全站仪测量方法全站仪是一种通过光学和测距技术进行树木测量的装备。
全站仪测量方法主要通过测量树木的高度、直径和树冠等参数来评估森林资源。
全站仪具有高精度、易操作和快速测量等优点，广泛应用于林业和测绘领域。
在树木森林测量中，全站仪可以用于编制树木清查表、制定采伐计划和评估生态环境等方面，对于森林资源的可持续管理起着重要作用。
四、遥感影像解译方法遥感影像解译方法是树木森林测量中另一重要的测量手段。
通过获取卫星或航空摄影的遥感影像，利用数字图像处理和解译技术，可以获得树木的空间分布、覆盖率和种类等信息。
遥感影像解译方法可以大范围、多时态的获取树木森林数据，为森林资源管理提供了方便快捷的工具。
此外，遥感影像解译方法结合地理信息系统，还可以实现对树木森林资源进行大规模的空间分析和决策支持。
激光测距仪在树高测量中的应用
激光测距仪在树高测量中的应用作者：徐基富来源：《农家科技下旬刊》2014年第08期摘要：激光测距仪是精准测量目标距离的一种工具，在林业调查、工程探测、工业生产以及科学调研中都有广泛的应用价值。
通过特定的仪器检测激光束到目标之间的往返时间，乘以光速就得出了目标距离。
基于这一原理，提出了树高测量的基本方法和过程，以期为林业调查提供针对性的指导。
关键词：激光测距仪；树高测量；原理；林业调查林业调查中往往需要在不伐倒树木的前提下对树木的高度进行测量。
早期的树高测量仪器质量较大、操作繁琐，且远远满足不了树高精度的要求。
激光测距仪测量树高与传统测量方式相比，具有体积小、操作便捷和精度高的特点。
林业调查中使用该种仪器测量树高，可以大大简化测量和计算的过程，进而提升林业调查的效率。
一、激光测距仪分类及其原理激光测距仪按原理划分主要分成了脉冲式激光测距仪和相位式激光测距仪两种。
脉冲式测距仪发出的光束被照射物体反射后又被仪器所接收，测距仪同时记录激光往返时间，激光往返时间乘以光速就得出了所要计算的距离。
此种测量方式的精度为1m左右，测量盲区则有15m 左右；相位式激光测距仪利用无线端短波频率的变化计算相位延迟，根据项目延迟时间推算出与目标的距离。
为了保证测量精度，这种仪器上通常装有合作目标反射镜，并还采用数字细分展宽技术，最远测程能到达1000m，而精度则能达到毫米级别。
按照产品类型划分，激光测距仪分成了手持式激光测距仪、云服务激光测距仪以及望远镜式激光测距仪三种。
手持式激光测距仪测量距离在0—200m之间，具有携带方便的优点，常用于户外作业之中；云服务激光测距仪把测量数据与计算机云端服务器连接，实现了不同地区施工测量的共享，常用于工程施工测量之中；望远镜式激光测距仪测量距离能达到15km，但缺点是精度较低，一般用于野外长距离测量。
按照激光测距仪的测量距离也把其分成三类：短程激光测距仪、中程激光测距仪、远程激光测距仪。
利用大光斑激光雷达估测小兴安岭平均树高
利用大光斑激光雷达估测小兴安岭平均树高胡艳;王迪;刘凌菲;曲苑婷;汪垚;刘洋;李虎;范文义【摘要】研究通过获取覆盖中国黑龙江省小兴安岭的GLAS第三激光器Laser3I 数据,并用IDL和MATLAB对GLAS波形数据进行处理来提取树高,利用小兴安岭二类调查数据做精度检验,得到精度为92.67％.结果显示:大光斑激光雷达能够高精度地提取树高,可为林业生产及时提供必要的数据支持.【期刊名称】《安徽农业科学》【年(卷),期】2014(000)015【总页数】3页(P4707-4709)【关键词】雷达;GLAS;小兴安岭;平均树高【作者】胡艳;王迪;刘凌菲;曲苑婷;汪垚;刘洋;李虎;范文义【作者单位】东北林业大学林学院,黑龙江哈尔滨150040;东北林业大学林学院,黑龙江哈尔滨150040;东北林业大学林学院,黑龙江哈尔滨150040;东北林业大学林学院,黑龙江哈尔滨150040;东北林业大学林学院,黑龙江哈尔滨150040;东北林业大学林学院,黑龙江哈尔滨150040;吉林师范大学博达学院管理系,吉林四平136000;东北林业大学林学院,黑龙江哈尔滨150040【正文语种】中文【中图分类】S127森林是陆地上占地面积最大、结构组成最复杂、物质资源最丰富的生态系统。
树高是最重要的测树因子之一，是调查森林资源的重要指标[1]。
利用传统的森林树高参数测定方法需要消耗大量的人力物力，而且获取的数据量少，不利于大范围地测定森林参数，数据的现实性比较差[2]。
随着科学技术的迅速发展，产生了测定森林参数的新技术——激光雷达技术。
激光雷达(Light Detection And Rang，LIDAR)是一种通过由传感器所发出的激光脉冲来测定传感器与目标物体之间距离的主动遥感技术[3]。
大光斑激光雷达技术具有不受森林郁闭度限制，受天气影响小，数据的采集质量高，高程数据精度不受航高变动影响的优点[4]。
利用它的多次回波技术，可获取森林的三维结构信息，对森林的垂直参数进行估测，比常规的摄影测量技术更加具有优越性。
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
第 54 卷第 11 期2023 年 11 月中南大学学报(自然科学版)Journal of Central South University (Science and Technology)V ol.54 No.11Nov. 2023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李毅，朱建军，付海强，高士娟，吴可夫(中南大学 地球科学与信息物理学院，湖南 长沙，410083)摘要：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。
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；研究进展中图分类号：P237 文献标志码：A 文章编号：1672-7207（2023）11-4380-11Research progress on retrieving forest canopy height and sub-canopy topography from spaceborne photon-counting LiDAR dataLI Yi, ZHU Jianjun, FU Haiqiang, GAO Shijuan, WU Kefu(School of Geosciences and Info-physics, Central South University, Changsha 410083, China)Abstract: Forest height is an important parameter to measure forest biomass and carbon sink of the forest ecosystem. The topography under the forest(sub-canopy topography) is a strategic information resource supporting national infrastructure construction and disaster monitoring. The new generation space-borne lidar ICESat-2/ATLAS adopts a multi-beam micro-pulse photon counting technology for the first time, with a repetition frequency收稿日期： 2023 −01 −12； 修回日期： 2023 −03 −25基金项目(Foundation item)：国家自然科学基金资助项目(41904004，42030112，62207032)；中南大学中央高校基础科研基金资助项目(506021729) (Projects(41904004, 42030112, 62207032) supported by the National Natural Science Foundation of China; Project(506021729) supported by the Fundamental Research Funds for the Central Universities of Central South University)通信作者：朱建军，博士，教授，从事测量平差与数据处理、复数平差理论及其在InSAR/PolInSAR 中的应用研究；E-mail ：***********.cnDOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2023.11.016引用格式： 李毅, 朱建军, 付海强, 等. 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[J]. 中南大学学报(自然科学版), 2023, 54(11): 4380−4390.Citation: LI Yi, ZHU Jianjun, FU Haiqiang, et al. Research progress on retrieving forest canopy height and sub-canopy topography from spaceborne photon-counting LiDAR data[J]. Journal of Central South University(Science and Technology), 2023, 54(11): 4380−4390.第 11 期李毅，等：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of 10 kHz to the ground. Compared with ICESat-1/GLAS, ICESat-2/ATLAS has a higher spatial sampling rate and insensitivity to slope and is currently important data for inverting the forest canopy height of forest ecosystems and sub-canopy topography. Some main indicators of ICESat-2/ATLAS were introduced and the influence of various errors on ATL08 products were summarized. The applicability of various photon point cloud filtering methods sub-canopy topography inversion and forest canopy height inversion were analyzed. The research progress and application prospects on photon point cloud filtering, sub-canopy topography inversion, and forest canopy height retrieval were put forward.Key words: space borne photon-countiong LiDAR ICESat-2; photon cloud filtering; sub-canopy topography;forest height; research progress森林生态系统是地球上最大的陆地碳库之一，拥有世界3/4以上的陆地生物[1]，通过“碳汇”和“固碳”的方式调节全球范围内二氧化碳的含量[2]，控制着全球碳循环。
激光雷达技术在森林高度反演中的研究进展
第44卷第2期2019年3月林 业 调 查 规 划Forest Inventory and PlanningVol.44 No.2Mar.2019doi :10.3969/j.issn.1671⁃3168.2019.02.006激光雷达技术在森林高度反演中的研究进展邱世平(崇左市林业勘测设计院,广西南宁530001)摘要:遥感技术被广泛应用于我国森林资源,森林生态环境的监测中。
区别于传统光学遥感技术的是激光雷达(Lidar )属于主动遥感,对森林的空间结构,特别是对森林高度的探测能力有着巨大的优势。
文中介绍了激光雷达测量树高的原理、特点和应用,对激光雷达在测量树高上的应用研究进行回顾,对激光雷达森林高度的测量应用前景进行了分析和展望。
关键词:激光雷达(Lidar );森林高度反演;测量树高;冠层高度;森林结构参数中图分类号:S757;TN958.98 文献标识码:A 文章编号:1671-3168(2019)02-0026-04引文格式:邱世平.激光雷达技术在森林高度反演中的研究进展[J].林业调查规划,2019,44(2):26-29,35.QIU Shiping.Research Progress of Lidar Technology in Forest Height Inversion[J].Forest Inventory and Planning,2019,44(2):26-29,35.Research Progress of Lidar Technology in Forest Height InversionQIU Shiping(Chongzuo Institute of Forestry Survey and Design,Nanning 530001,China)Abstract :The remote sensing technology has been widely used in the monitoring of forest resources and forest ecological environment in China.Different from traditional optical remote sensing technology,Lidar is active remote sensing,which has great advantages in detecting the spatial structure of forest,especially the height of forest.This paper introduced the principle,characteristics and application of lidar in meas⁃uring tree height,reviewed the application research of lidar,and analyzed the application prospect of this technology.Key words :Lidar;forest height inversion;measuring tree height;canopy height;forest structure pa⁃rameters收稿日期:2018-10-08.第一作者:邱世平(1983-),男,广西梧州人,工程师.研究方向:林业调查规划设计、森林资源监测和3S 技术在林业上的应用.1引言森林是地球生态系统中的重要组成部分,其结构复杂多样,物种资源丰富,其强烈的能量转换和物质循环对全球气候环境变化有着巨大的影响[1]。
婆罗洲的树为何那么高
婆罗洲的树为何那么高
作者：
来源：《科学大观园》2020年第21期
馬来西亚婆罗洲相对温和的风可以解释为什么岛上有世界最高的热带森林——包括热带地区已知的最高的树，如图中叫作Menara的100米高的巨树。
去年，一个国际研究小组介绍了Menara，一棵生长在婆罗洲研究区的黄桉树。
在近日发表于《热带生物学》的研究中，英国牛津大学的Tobias Jackson领导了一个由同领域的科学家组成的团队，使用激光扫描创建了该地块中几十棵树的3D模型，并测量了它们的高度。
研究人员还在树干上放置了应变仪，以评估它们在风中的弯曲程度，并模拟其能够承受的压力。
结果表明，在热带森林中，最强的风限制了树木的生长。
科学家发现，强风限制了热带森林的高度，但岛上的和风却会让树木生长得很高。
Jackson说，温带森林中的大型针叶树，如加利福尼亚海岸红杉，可以长得比Menara还要高，但它们可能受到风速以外因素的限制，因为它们的树干要粗得多。
◎来源|中国科学报。
激光雷达在森林资源管理中的应用
激光雷达在森林资源管理中的应用随着人类对森林资源的需求不断增加，森林资源的管理变得愈发重要。
而激光雷达作为一种高精度、高效率的测量工具，在森林资源管理中发挥了重要的作用。
本文将从森林资源监测、森林生态重建等方面探讨激光雷达在森林资源管理中的应用。
首先，激光雷达在森林资源监测中的应用不可忽视。
传统的森林资源监测方法主要依靠人工测量，耗时耗力且不够准确。
而激光雷达通过快速发射激光束并记录反射时间，可准确测量森林地表和地下的各种参数。
例如，激光雷达可以精确测量森林地面高程、林冠高度以及树木高度分布，从而为森林生长模型的建立提供数据支持。
此外，激光雷达还能够检测森林覆盖度、林冠密度等重要指标，为林业规划和资源评估提供科学依据。
其次，激光雷达在森林生态重建中也发挥了重要作用。
在大规模的森林砍伐、采伐之后，需要进行生态恢复和重建工作。
激光雷达可以通过构建高分辨率的三维地形模型，提供森林砍伐或采伐区域的详细信息。
在这个基础上，可以进行土壤质量评估、灌木种植和树木种植等工作，从而实现森林生态系统的恢复和重建。
激光雷达的高精度测量能力保证了景观设计和生态工程的准确性，有效提高了生态重建的效果。
此外，激光雷达还在森林火灾监测和预警方面起到了重要作用。
森林火灾是林区管理面临的常见威胁之一，及早发现和控制火灾对于保护森林资源至关重要。
激光雷达通过测量周围环境的温度、湿度和燃烧产物浓度等参数，可以实时感知森林火灾的发生和发展趋势。
搭配无人机和人工智能技术，激光雷达能够迅速绘制出火灾区域的三维模型，提供火场情况的准确数据，为消防人员的灭火工作提供支持。
总之，激光雷达在森林资源管理中具有广泛的应用前景。
其高精度测量能力和快速数据处理能力使得森林资源的监测、生态重建和火灾监测变得更加科学和高效。
未来，随着技术的不断创新和发展，激光雷达在森林资源管理中的应用将进一步拓展，并为可持续森林管理提供更多解决方案。
基于激光测距的树高和胸径测量方法与研究
基于激光测距的树高和胸径测量方法与研究关晓平;李国辉;马岩;杨春梅;黄万征【摘要】为提高森林资源的调查效率以及准确掌握与树木相关的重要参数,对基于激光测距的测定树高和胸径的方法进行了介绍,并对脉冲激光测距原理、三角高程法的测量原理以及精度计算进行分析,通过实例分析进行验证.结果表明,与传统的树高和胸径的测量方法相比,激光测距不仅测量精度高,而且效率高,具有很高的应用价值.%Principles and operation of laser ranging was introduced,for improving efficiency of forest resources monitoring and accuracy of tree traits. Instance analysis of tree height and DBH was verified.The results showed that compared with traditional measurement methods, raser ranging had advantages of higher accuracy and much more effective for measurement.【期刊名称】《浙江林业科技》【年(卷),期】2017(037)004【总页数】7页(P82-88)【关键词】激光测量;树高测量;胸径;三角高程法【作者】关晓平;李国辉;马岩;杨春梅;黄万征【作者单位】东北林业大学林业与木工机械工程技术中心,黑龙江哈尔滨 150040;东北林业大学林业与木工机械工程技术中心,黑龙江哈尔滨 150040;东北林业大学林业与木工机械工程技术中心,黑龙江哈尔滨 150040;东北林业大学林业与木工机械工程技术中心,黑龙江哈尔滨 150040;东北林业大学林业与木工机械工程技术中心,黑龙江哈尔滨 150040【正文语种】中文【中图分类】S758.1Abstract:Principles and operation of laser ranging was introduced,for improving efficiency of forest resources monitoring and accuracy of tree traits.Instance analysis of tree height and DBH was verified.The results showed that compared with traditional measurement methods, raser ranging had advantages of higher accuracy and much more effective for measurement.Key words:laser ranging; tree height measurement; DBH; trigonometric leveling近几年来，测树仪器在森林资源调查的工作中扮演着越来越重要的角色[1]。
巨树“身高”之谜
主持：牙牙近日，我国科考队在西藏自治区林芝市察隅县发现了一株拥有惊人身高的云南黄果冷杉，并测出它的“身高”为83.4米。
那么，科学家是如何给这棵云南黄果冷杉测量“身高”的？本期，让我们一起去探寻巨树的“身高”之谜吧！与巨树亲密接触为了更好地了解这棵云南黄果冷杉的生态环境，科考队赴察隅县对它进行了人工攀树测量，并开展了一系列科考活动。
在国际上，为巨树测量高度的方法有很多种，比如利用无人机、激光雷达等设备测量树高。
但这棵云南黄果冷杉生长在一片密林中，无人机难以近距离观测其生长状况，所以无人机的测量结果会存在一定偏差。
而且科学家们不仅要观察云南黄果冷杉上的树皮、树叶和附生植物的变化，还要采集其的叶片、球果等。
因此，科学家们决定进行无痕攀登。
无痕攀登即采用单绳技术进行攀登，攀登结束后撤掉绳子，树木上不会留下任何创伤。
然而要想爬上这棵巨树，科学家们面临着不小的挑战，其中的第一关就是攀树。
此前，科学家们虽然有在野外采集植物样本的经验，但最多也只爬上过五六米高的地方，而云南黄果冷杉高达83.4米。
为了更好地完成科考任务，科考队请来攀树教练提前进行特训。
首先，攀树教练在室内攀岩馆帮助科学家熟悉攀登器材、分解攀登动作，指导科学家使用更省力的姿势攀登——将腰腹部尽量贴近绳索，可分散双手握绳的压力。
然后，攀树教练在林中选择了一棵20多米高的大树，让科学家们进行攀树训练，评估他们的心理状态、体能状况、技术水平。
经过反复训练，科学家们对在经验丰富的攀树教练的帮助下爬上巨树有了信心。
6期（3-6年级）Copyright ©博看网. All Rights Reserved.克服了第一个攀树的难关，接下来科考队要面临的第二个难关是挂绳，即把攀树专用的豆绳挂到云南黄果冷杉高处的树杈上，让豆绳的一头下垂到地面，再打绳结把攀树绳拉上去。
最开始，攀树教练尝试使用无人机挂绳，但由于云南黄果冷杉的枝叶十分茂密，攀树教练尝试了多次都没有成功，无人机还险些坠毁。
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Measurement Approach
Synthetic Aperture Radar Multibeam Lidar Lidar/radar and Fusion Ecosystem Modeling
Current Status
Mission Definition Activities Science Studies
• • • • • •
Kathleen Bergen, University of Michigan Richard Houghton, Woods Hole Research Center Josef Kellndorfer, Woods Hole Research Center Jon Ranson, NASA GSFC Sassan Saatchi, NASA JPL Hank Shugart, University of Virginia
Study Group works with NASA’s Vegetation
Structure Working Group
NASA Terrestrial Ecology Program, Diane Wickland Develop Science Definition and Requirements Perform Science Research Activities
Oil Reservoirs
Subsidence, pipe breakage
DESDynI
Key Challenges
Additional Science Benefits
6 6
Science Objectives
CHARACTERIZE THE EFFECTS OF CHANGING CLIMATE AND LAND USE ON TERRESTRIAL CARBON CYCLE, ATMOSPHERIC CO2, AND SPECIES HABITATS
Vegetation 3D Structure & Biomass: for Biodiversity and Habitat
Vegetation Type
Upland conifer Lowland conifer Northern hardwoods Aspen/lowland deciduous Grassland Agriculture Wetlands Open water Urban/barren
DESDynI
4
DESDynI Science Study Group
3 Disciplines and Science Co-Chairs
Solid Earth: Brad Hager, MIT Cryosphere: Ian Joachin, University of Washington Ecosystems – Ralph Dubayah, University of Maryland
Characterize global distribution of aboveground vegetation biomass
Characterize habitat structure for biodiversity assessments
DESDynI
Global Biomass and Carbon
Accurate estimate of forest biomass critical
Role of forests in global carbon cycle and relation to atmospheric CO2 requires knowledge of stocks, disturbance and recovery Potential pool when burned or cleared Important habitat characteristic
DESDynI
Global Carbon Budget
DESDynI
DESDynI Driving Science Questions: Biodiversity
What is the present distribution and condition of Earth habitat and biodiversity?
DESDynI
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Vegetation 3D Structure and Biomass Key
Landscape Structure: the spatial heterogeneity of an area composed of interacting habitat patches Vertical Structure & Biomass: the bottom to top configuration or complexity and amount of above-ground vegetation
Total breeding bird density (Miller et al.)
Goetz et al. 2006
DESDynI
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DESDynI: Biodiversity Science Rationale
Relationships with Height Vertical
Profile:
Lidar and L-band Interferometric SAR
Recommended by National Research Council Decadal Survey to measure changes in land, ice and vegetation structure
Yes No
DESDynI Variables:
DESDynI
Canopy cover Biomass (age-heightdensity) Height Canopy vertical profile Patch size and shape
Example (right): Pine Warbler habitat in the Great Lakes Region is tall, dense (high biomass) pine, but not short sparse pine; also require large patch sizes
High: 30 kg/m2
Biomass
2
DESDynI
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DESDynI: Habitat Rationale - Example
Pine Warbler Habitat:
Closed canopy forest Uneven or broken canopies Trees older than 30 years Overstory taller than 30 ft Well-developed underlayer (understory) Large patch sizes (nonfragmented Upland pine species
Response to climate trends Interaction between ocean and atmosphere
CO2 Sequestration
Subsurface migration
Landslides
Detect preslip
Habitat Structure Sea Ice
Global Vegetation Structure Dynamics from NASA’s DESDynI Mission
Ralph Dubayah University of Maryland
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Deformation, Ecosystem Structure, and Dynamics of Ice
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Science Objective 1: Biomass
Characterize global distribution of aboveground vegetation biomass
Desired Final Data Products
Global biomass at 250 m with accuracy of 10 MgC/ha (or 20%, not to exceed 50 Mg/ha) at 5 years. Resolution increased to 100 m for low biomass areas (<100 Mg/ha) Forest canopy height and profiles, spatial and vertical structure, biomass from SAR
Anticipated Launch around 2015 Pre-Phase A Planning Stages
DESDynI
Outline
DESDynI Background
Mission Overview
Science and Measurement Objectives Science Rationale
DESDynI
5
DESDynI Scientific Focus Areas
DESDynI addresses a broad-based range of the science questions Deformation Earthquakes
Probability, aftershocks, stress transfer