利用高分辨率多回波机载激光雷达数据估算单木叶面积密度分布
地球物理
2022-06-27 v2
摘要
单木的三维结构对于理解树木对城市环境影响的重要信息而言必不可少。在本研究中,我们展示了一种利用高分辨率机载 LiDAR 估算单木叶面积密度(LAD)分布的方法。该方法改进了先前提出的、通过追踪激光束路径并基于激光束与叶片接触频率计算 LAD 的方法。本研究提出的方法除首回波和单回波外,还利用末回波和中间回波来捕捉树冠内部 foliage 分布。每束激光从末回波得出的点追踪至紧邻该末回波之前记录的首回波或中间回波得出的点。由此可在考虑末回波与中间回波的同时准确重现激光束的拦截与相交。我们利用来自单木(Z. serrata)的地面 LiDAR 数据验证了三维 LAD 分布的估算精度。首先通过比较含一个或多个机载 LiDAR 点的体素分布与含一个或多个地面 LiDAR 点的体素分布,确定了表征机载 LiDAR 所得 LAD 分布的合适体素尺寸。随后将体素尺寸为 1 m × 1 m × 0.5 m 的估算 LAD 分布与地面 LiDAR 导出的 LAD 分布进行比较。当仅使用首回波和单回波时,LAD 在树冠上部和下部分别被高估和低估。我们确认,使用末回波和中间回波提高了整个树冠区域的估算精度。
引用
@article{arxiv.2206.11479,
title = {Estimation of the leaf area density distribution of individual trees using high-resolution and multi-return airborne LiDAR data},
author = {Haruki Oshio and Takashi Asawa and Akira Hoyano and Satoshi Miyasaka},
journal= {arXiv preprint arXiv:2206.11479},
year = {2022}
}
备注
43 pages, 10 figures, Accepted manuscript of https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0034425715300018