LiDAR森林冠层高度模型凹坑去除方法Method for removing pits of canopy height model from airborne LiDAR data
王欣,陈传法
摘要(Abstract):
LiDAR技术被越来越多地应用于林业领域,而森林冠层高度模型作为其数据产品直接影响着森林参数的反演,但其存在的局部凹坑现象对森林参数信息的提取形成阻碍。针对此问题,该文对局部凹坑去除进行了研究。利用局部稳健加权回归对点云数据进行散点平滑处理,填充凹坑(无效值);再利用反距离加权插值生成冠层表面模型,使之与数字高程模型相减得到归一化高度点云,形成去除凹坑后的森林冠层高度模型。通过对研究区30个样方的点云数据处理,及与高斯滤波、中值滤波、分层高度最大值法进行比较,并提取树高等信息进行验证。结果显示,无论在去除凹坑效果还是保持原冠层顶部形态结构上,该方法都具有明显优势。
关键词(KeyWords): LiDAR;冠层高度模型;局部稳健加权回归;平滑;凹坑
基金项目(Foundation): 国家自然科学基金项目(41371367,41101433);; 山东科技大学杰出青年科技人才支持计划资助项目;; 山东煤炭安全高效开采技术与装备协同创新中心资助项目;; 山东省“泰山学者”建设工程专项
作者(Author): 王欣,陈传法
DOI: 10.16251/j.cnki.1009-2307.2016.12.032
参考文献(References):
- [1]庞勇,李增元,陈尔学,等.激光雷达技术及其在林业上的应用[J].林业科学,2005,41(3):129-136.
- [2]黄麟,张晓丽.三维成像激光雷达遥感技术在林业中的应用[J].世界林业研究,2006,19(4):11-17.
- [3]庞勇,赵峰,李增元,等.机载激光雷达平均树高提取研究[J].遥感学报,2008,12(1):152-158.
- [4]王轶夫,岳天祥,赵明伟,等.机载LIDAR数据的树高识别算法与应用分析[J].地球信息科学学报,2014,16(6):958-964.
- [5]赵旦.基于激光雷达和高光谱遥感的森林单木关键参数提取[D].北京:中国林业科学研究院,2012.
- [6]段祝庚,曾源,赵旦,等.机载激光雷达森林冠层高度模型凹坑去除方法[J].农业工程学报,2014,30(21):209-217.
- [7]AXELSSON P.DEM generation from laser scanner data using adaptive TIN models[J].International Archives of Photogrammetry and Remote Sensing,2000,33(4):111-118.
- [8]SU J,BORK E.Influence of vegetation,slope and LiDAR sampling angle on DEM accuracy[J].Photogrammetric Engineering and Remote Sensing,2006,72(11):1265-1274.
- [9]BEN-ARIE J R,HAY G J,POWERS R P,et al.Development of a pit filling algorithm for LiDAR canopy height models[J].Computers and Geosciences,2009,35(9):1940-1949.
- [10]MACMILLAN R A,MARTIN T C,EARLE T J,et al.Automated analysis and classification of landforms using high-resolution digital elevation data:applications and issues[J].Canadian Journal of Remote Sensing,2014,29(5):592-606.
- [11]SOLBERG S,NAESSET E,BOLLANDSAS O M.Single tree segmentation using airborne laser scanner data in a structurally heterogeneous spruce forest[J].Photogrammetric Engineering and Remote Sensing,2006,72(12):1369-1378.
- [12]马文瑛,赵传燕,王超,等.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].土壤,2014,46(3):426-432.
- [13]肖青,闻建光.黑河生态水文遥感试验:天姥池小流域机载激光雷达DEM点云数据[J].土壤通报,2014,46(3):426-427.
- [14]CLEVELAND W S.Robust locally weighted regression and smoothing scatterplots[J].American Statistical Association,1979,74(368):829-833.
- [15]刘志刚.非参数回归的研究及其应用[D].温州:温州大学,2012.
- [16]KRAVCHENKO A,BULLOCK G D.A comparative study of interpolation methods for mapping soil properties[J].Agronnmy Journal,1999,91(3):393-400.