機載激光雷達遙感具有提供大范圍森林三維結(jié)構(gòu)信息的優(yōu)勢，已成為森林生物量測量的重要手段。但現(xiàn)有機載激光雷達生物量估測方法需要測量設(shè)置幾十上百個地面樣地，對樣地內(nèi)每株樹木的胸徑和樹高進行測量，才能實現(xiàn)樣地尺度森林生物量模型的構(gòu)建，且難以獲取大范圍單木尺度的地上生物量。

4月12日，記者從中國林業(yè)科學研究院獲悉，該院資源所激光雷達遙感創(chuàng)新團隊，經(jīng)過激光雷達點云單木分割、樹種分類、生物量指數(shù)計算、生物量模型構(gòu)建，實現(xiàn)了單木生物量的遙感計算，這為單株樹木碳儲量遙感計量提供了新的技術(shù)路徑。相關(guān)研究成果近日已在《環(huán)境遙感》《森林生態(tài)與管理》《遙感學報》等國內(nèi)外主流期刊發(fā)表。

創(chuàng)新團隊提出了激光雷達生物量指數(shù)（LiDAR Biomass Index, LBI），該指數(shù)利用單木樹冠點云及樹高信息實現(xiàn)單木生物量的計算，解決了傳統(tǒng)方法對于胸徑的依賴。利用解析木數(shù)據(jù)、地基激光雷達數(shù)據(jù)構(gòu)建了分樹種可區(qū)域推廣的模型，對于闊葉樹和針葉樹均能取得較高的生物量計算精度。

同時，還發(fā)展了一種新的譜聚類單木分割算法（NSC），對大區(qū)域機載激光點云高效分割單木對象并提取結(jié)構(gòu)參數(shù)，分割結(jié)果的匹配率和提取率均有很大提升，單木樹高精度88%以上。

基于機載激光雷達點云的NSC單木分割結(jié)果，創(chuàng)新團隊還提出了融合樹冠形態(tài)特征的點云補償算法，并結(jié)合LBI實現(xiàn)了單木、樣地、區(qū)域尺度的高精度森林生物量計算和制圖。該方法通過35株左右不同徑級的樣本單木，構(gòu)建任意樹種的生物量計算模型，將野外測量工作量壓縮到現(xiàn)有方法的1%以內(nèi)。

另外，研究團隊還集成了兩套中國林科院機載遙感觀測系統(tǒng)，可實現(xiàn)對地物“圖-譜-溫-高”信息的同步觀測。系統(tǒng)闡明了激光雷達森林觀測機理，發(fā)展了與多角度光學機理模型相結(jié)合的森林參數(shù)制圖方法，成果用于陸地生態(tài)系統(tǒng)碳監(jiān)測衛(wèi)星等傳感器的參數(shù)設(shè)置和衛(wèi)星系統(tǒng)。發(fā)展了激光雷達遙感提取單木三維參數(shù)、激光雷達生物量指數(shù)、林下植被探測、樹高生長探測、立地質(zhì)量制圖方法，提升森林碳儲量估測和森林經(jīng)營規(guī)劃空間化精度。