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1、第41卷第3期林業(yè)科學(xué)Vol41,No32005年5月SCIENTIASILVAESINICAEMay,2005激光雷達(dá)技術(shù)及其在林業(yè)上的應(yīng)用1,2112,3龐勇李增元陳爾學(xué)孫國(guó)清(1.中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院資源信息研究所北京100091;2.中國(guó)科學(xué)院遙感應(yīng)用研究所遙感信息科學(xué)開放研究實(shí)驗(yàn)室北京100101;3.DepartmentofGeography,UniversityofMaryland,CollegePark,MD20742USA)摘要:激光雷達(dá)是近年來國(guó)際上發(fā)展十分迅速的主動(dòng)遙感技術(shù),在森林參數(shù)的定量測(cè)量和反
2、演上取得了成功的應(yīng)用。激光雷達(dá)具有與被動(dòng)光學(xué)遙感不同的成像機(jī)理,對(duì)植被空間結(jié)構(gòu)和地形的探測(cè)能力很強(qiáng),特別是對(duì)森林高度的探測(cè)能力,具有其他遙感數(shù)據(jù)無法比擬的優(yōu)勢(shì)。介紹激光雷達(dá)遙感的基本原理、大光斑和小光斑激光雷達(dá)系統(tǒng)的特點(diǎn),對(duì)它們?cè)诹謽I(yè)上的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行評(píng)述,重點(diǎn)分析激光雷達(dá)反演森林參數(shù)的方法,對(duì)激光雷達(dá)的林業(yè)應(yīng)用前景進(jìn)行分析和展望。關(guān)鍵詞:激光雷達(dá);樹高;生物量;冠層垂直結(jié)構(gòu);遙感中圖分類號(hào):TP79文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1001-7488(2005)03-0129-08LidarRemoteSensingTechnology
3、andItsApplicationinForestry1,2112,3PangYongLiZengyuanChenErxueSunGuoqing(1InstituteofForestResourceInformationTechnique,CAFBeijing100091;2InstituteofRemoteSensingApplications,ChineseAcademyofSciencesBeijing100101;3DepartmentofGeography,UniversityofMaryland,Colleg
4、ePark,MD20742USA)Abstract:Lidar(lightdetectionandranging)remotesensingisabreakthroughofactiveremotesensingtechnologyinrecentyears.Ithasshownenormouspotentialforforestparametersretrieval.Lidarremotesensinghastheuniqueadvantageofprovidinghorizontalandverticalinformationathi
5、ghaccuracies.Especiallyitcanbeusedtomeasureforestheightdirectlywithunprecedentedaccuracy.Thisarticleintroducesthebasicprincipleoflidarremotesensingandthelidarsystemsoflargefootprintandsmallfootprint.Thestatusofthetechnology,theretrievalmethodsofforestparameterssuchastreehe
6、ight,biomass,canopyverticalstructureandcrownclosure,andtheprospectoftheapplicationoflidartechnologyinforestryhavebeenreviewedindetailinthispaper.Keywords:lidar;forestheight;biomass;canopyverticalstructure;remotesensing森林是陸地上面積最大、分布最廣、組成結(jié)構(gòu)最復(fù)雜、物質(zhì)資源最豐富的生態(tài)系統(tǒng),也是自然界功能最完善的資源庫,生物
7、基因庫,水、碳、養(yǎng)分及能源儲(chǔ)存調(diào)節(jié)庫,對(duì)改善生態(tài)環(huán)境,維護(hù)生態(tài)平衡具有不可替代的作用。傳統(tǒng)的森林參數(shù)測(cè)定需要外業(yè)實(shí)地測(cè)量,僅能獲得一些點(diǎn)上的數(shù)據(jù),不利于研究區(qū)域尺度或大范圍的森林參數(shù)。隨著遙感技術(shù)應(yīng)用日益深入和成熟,遙感技術(shù)已經(jīng)成功用于大區(qū)域森林制圖、災(zāi)害監(jiān)測(cè)等方面,但定量獲取森林高度、生物量等參數(shù)的工作直到合成孔徑雷達(dá)和激光雷達(dá)技術(shù)的成熟才取得了突破性進(jìn)展。成像光譜儀、微波雷達(dá)、高分辨率分光計(jì)和主動(dòng)激光雷達(dá)是世界各國(guó)當(dāng)前和今后發(fā)展的對(duì)地觀測(cè)主要的4種手段(郭華東,2001)。激光是20世紀(jì)60年代發(fā)展起來的一門新學(xué)科,在第1臺(tái)激光器出現(xiàn)不
8、久,以測(cè)距為主要功能的激光雷達(dá)便誕生了(戴永江,2002)。由于激光雷達(dá)極高的角分辨能力、距離分辨能力、抗干擾能力等獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn),使得激光雷達(dá)可以高精度地獲取地表物體的高度信息。因
