Retrieval of effective leaf area index (LAIe) and leaf area density (LAD) profile at individual tree level using high density multi-return airborne LiDAR     

《International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation》2016

As an important canopy structure indicator, leaf area index (LAI) proved to be of considerable implications for forest ecosystem and ecological studies, and efficient techniques for accurate LAI acquisitions have long been highlighted. Airborne light detection and ranging (LiDAR), often termed as airborne laser scanning (ALS), once was extensively investigated for this task but showed limited performance due to its low sampling density. Now, ALS systems exhibit more competing capacities such as high density and multi-return sampling, and hence, people began to ask the questions like—“can ALS now work better on the task of LAI prediction?” As a re-examination, this study investigated the feasibility of LAI retrievals at the individual tree level based on high density and multi-return ALS, by directly considering the vertical distributions of laser points lying within each tree crown instead of by proposing feature variables such as quantiles involving laser point distribution modes at the plot level. The examination was operated in the case of four tree species (i.e. Picea abies, Pinus sylvestris, Populus tremula and Quercus robur) in a mixed forest, with their LAI-related reference data collected by using static terrestrial laser scanning (TLS). In light of the differences between ALS- and TLS-based LAI characterizations, the methods of voxelization of 3D scattered laser points, effective LAI (LAIe) that does not distinguish branches from canopies and unified cumulative LAI (ucLAI) that is often used to characterize the vertical profiles of crown leaf area densities (LADs) was used; then, the relationships between the ALS- and TLS-derived LAIes were determined, and so did ucLAIs. Tests indicated that the tree-level LAIes for the four tree species can be estimated based on the used airborne LiDAR (R² = 0.07, 0.26, 0.43 and 0.21, respectively) and their ucLAIs can also be derived. Overall, this study has validated the usage of the contemporary high density multi-return airborne LiDARs for LAIe and LAD profile retrievals at the individual tree level, and the contribution are of high potential for advancing forest ecosystem modeling and ecological understanding.  相似文献   

附有物理量和气象条件约束的光学卫星国土观测有效覆盖率评估     

巫兆聪  巫远  张熠  杨帆 《测绘学报》2016,45(7):841-849

传统光学卫星国土观测覆盖评估建立在卫星对地理想覆盖的基础上,并未考虑卫星存储、星地数据传输、观测时长等物理量及观测区域气象因素对于覆盖性能的影响。本文针对光学遥感卫星的国土观测需求.建立国土观测有效覆盖能力评估指标体系,根据卫星数据存储能力、星地数据传输能力、卫星单圈最大观测时长、卫星观测太阳高度角等性能参数,提出了基于物理性能约束下的有效覆盖计算方法。根据气象台站历年气象数据,提出了气象约束因子的计算方法。综合考虑卫星物理性能约束与观测区域气象约束,计算光学遥感卫星对地观测有效覆盖能力。最后根据专家设计的光学遥感卫星国土观测有效覆盖能力评估指标权重,利用层次分析法(AHP)评估光学遥感卫星系统对于国土观测的需求满足程度。试验结果表明,本文方法对于国土观测有效覆盖的估算和评价结果更加精确,更接近于国土观测的实际应用需求,为对地观测有效覆盖能力评估提供了一种更为精确的可行方案。  相似文献   

一种多系统组合导航快速选星方法     

马宏阳  程鹏飞  李冉  黄华东 《测绘工程》2016,25(1):59-64

采用多卫星导航系统组合导航,定位精度和系统可靠性会大幅提升,但导航定位运算量也会成倍增长。为解决多系统组合导航定位精度与实时性之间的矛盾,提出一种新的选星方法。新方法不追求最小GDOP值,而是以满足导航定位精度的GDOP值为前提,结合模糊理论中隶属函数的思想,按卫星在星座中均匀分布为原则进行选星。推导伪距测量的误差模型,分析了GDOP与测量误差之间的关系。北斗、GPS和GLONASS三系统组合导航选星实验结果表明,在不超过3次求解GDOP值的情况下,新方法能以不小于98%的概率得到GDOP≤4。  相似文献   

热红外与可见光数据的云边缘高度匹配     

李彬  辛晓洲  张海龙  胡继超 《遥感学报》2016,20(6):1435-1445

高分辨率数据中云高度的差异性突显,特别是边缘处高度在云阴影识别和地表辐射估算等方面成为需要考虑的重要因素。热红外数据获取云高度分辨率较低、缺乏细部差异性特征,为解决这一问题,首先将对应的热红外和可见光数据进行特征点配准,再将基于热红外数据计算的云高度重采样至高分辨率,然后以基于欧式距离变换的围线搜索方法及距离加权将热红外云边缘高度匹配至对应的可见光图像,最后根据云阴影的相似度匹配方法确定真实云高度。结果表明,算法在遵循热红外云高信息分布变化规律的同时,可以得到较准确的高分辨率云边缘高度,一定程度上解决了热红外技术获取云高在分辨率上的局限,扩展了其在云高反演方面的作用。  相似文献   

K-GM（1，1）模型在岩体变形监测中的应用     

马符讯  席瑞杰  徐南 《测绘工程》2016,(8):42-44

传统GM （1,1）模型存在着长期预测效果差、模型精度不高等问题,卡尔曼滤波能够排除建模过程中随机干扰因素,滤波值能够反映更真实的数据情况。为了能更好地提高变形监测的预测精度,基于传统GM （1,1）模型和卡尔曼滤波,提出K‐GM （1,1）模型,利用该模型对岩体变形监测数据进行建模预测,并与传统GM （1,1）模型预测结果进行对比分析,结果表明,K‐GM （1,1）模型具有较高的预测精度,可作为变形监测的一种新方法。  相似文献   

改进后灰色神经网络及短期基坑沉降预测研究     

夏磊凯  黃其欢  夏晨翔  吴海兵 《测绘工程》2016,25(6):56-60

在短期基坑沉降监测中,由于数据量少且呈非线性变化,沉降模型很难准确建立。灰色GM(1,1)对数据少、趋势性强、波动小的数据有较高的预测精度,但不能模拟复杂的非线性函数;BP神经网络可以对非线性数据进行学习训练,具有自学习、自适应能力;通过将GM(1,1)与BP神经网络组合,并优化网络部分的学习率、权值和阈值等,建立一种改进的灰色神经网络模型,该模型具有对非线性数据自学习、自适应能力和预测精度更高等优点。通过某基坑沉降监测分析,验证改进的灰色神经网络模型预测精度更高,适合短期建模,具有很好的实用性。  相似文献   

太原市地表热环境时空格局分析     

晋美俊  李俊明 《测绘科学》2016,41(6):70-74,152

针对鲜有资源型城市的地表热环境研究这一情况,该文基于Landsat8遥感数据,反演了太原市在2013—2015年间共3期的地表温度。提出一个考虑空间格局结构的城市热岛效应指数,在3期数据中,太原市区整体热岛效应指数分别为9.1%、9.8%和8.9%;同时,根据城市功能和路网结构将太原市区划分为6个分区,从分区级层面量化分析了地表热环境的时空分异特征规律,结果表明,太原市区地表温度整体呈现空间分散化特征,不同分区也呈现出不同的时空格局演变过程;最后,选取40个地表温度实测样本点验证反演精度,最大误差绝对值为1.1℃,最小误差绝对值为0.2℃,均方根误差为0.7℃。  相似文献   

支持向量机的车载雷达点云目标识别     

李海亭  王厚之  李艳红  汪汇兵 《测绘科学》2016,41(5):45-49

为了进一步研究移动测量系统的数据处理问题,该文根据点云的基本特征,归纳了由7个特征构成的点云原始特征向量,在此基础上,结合语义环境构建了由17个特征构成的点云扩展特征向量,并采用支持向量机模型对车载LiDAR点云进行行道树点云识别的一系列实验。实验中采用粒子群优化算法和遗传算法对支持向量机进行参数寻优;采用不同特征向量和不同数目样本对点云进行学习和目标识别;分析了特征向量的学习曲线和识别精度。实验结果表明,支持向量机模型能够在行道树点云识别中取得较高的精度。  相似文献   

混合核特征加权SVM遥感湿地空间分类     

刘冰  吴超  林怡 《测绘工程》2016,25(7):13-17

针对湿地空间信息的复杂性和SVM的分类性能,设计一种基于混合核函数的特征加权SVM分类模型,综合利用多种特征信息,避免被弱相关特征所支配,从而提供更佳的映射性能和泛化能力。实验结果表明,该分类模型兼具良好的外推和内推能力,能够有效地融合不同信息源特征,得到更完整和准确的分类结果,在总体精度、Kappa系数等多项指标上都表现出更高的水平。  相似文献   

面向应用的航天遥感科学论证研究     

顾行发  余涛  高军  田国良  王春梅  郑逢杰  李娟  董文  米晓飞  胡新礼  谢勇  孟庆岩  刘其悦  杨健  卫征  张周威  方莉  林英豪  高海亮  赵利民  郑利娟  刘苗  李玲玲  孙源  程洋  张雅洲  黄祥志  臧文乾  徐辉  吴俣  柳鹏  刘东晖  邓安健 《遥感学报》2016,20(5):807-826

为适应中国民用航天遥感从科学试验向业务服务模式转变,更好地探索、了解与解决应用需求与航天遥感系统对接等方面遇到的技术问题,促进航天遥感统筹协调可持续发展,中国适时于2004年成立了国家航天局航天遥感论证中心。10余年来,论证中心以航天遥感系统为研究对象,系统开展了面向应用的航天遥感科学论证概念、理论方法、技术工程与应用研究。本文是论证中心团队长期从事航天遥感科学论证研究与实践的系统总结,介绍了遥感论证初步认知、遥感论证关注问题、遥感论证理论体系与模型方法集、遥感论证能力建设及遥感论证实践等方面内容,给出了遥感论证定义并详细分析了研究范围和内容,提出了由知识维、进程维和逻辑维所组成的遥感论证作用域3维空间结构,指出社会发展加快和信息化水平提高,带动整个航天遥感数据信息链向更大规模、更短响应时间周期、更综合数据集成、更高数据质量、更加智能化方向发展,航天遥感系统将进入新的"智慧遥感"发展阶段。得益于十余年来中国民用航天快速发展,我们经历了风云三号新型载荷校飞、多角度多光谱偏振遥感器论证、环境星应用工程论证等实践,取得了多方面理论方法的突破,并应用到2030民用航天发展规划、高分辨率对地观测系统、国家自然灾害空间信息基础设施、国家民用空间基础设施中长期发展、2030中国综合地球观测系统规划等论证当中。经过不断实践,快速迭代,形成了遥感论证理论体系及相应的十大模型方法,包括遥感信息流模型、遥感信息特征模型、遥感信息应用模型、遥感信息量分析模型、遥感数据工程模型、航天遥感系统结构模型、航天遥感系统状态描述模型、航天遥感系统质量模型、航天遥感系统发展动力模型及能力体系模型。这些模型方法全面反映了航天遥感系统特征、结构、状态、发展动力、条件等,可广泛用于对航天遥感系统进行顶层设计、规划、考察、分析、评价、预测,并开展实践探索。  相似文献