林业科学

作者：吴项乾,曹林*,申鑫,汪贵斌,曹福亮

单位：南京林业大学 南方现代林业协同创新中心 南京 210037

关键词：无人机,激光雷达,银杏,人工林,有效叶面积指数

基金：国家重点研发计划(2017YFD0600904);国家自然科学基金项目(31770590);江苏省高校优势学科建设工程资助项目(PAPD)

目的: 精确估测银杏人工林有效叶面积指数（eLAI），以更好了解银杏人工林的生长和竞争、理解人工林生态系统的功能和生产力。方法: 基于多旋翼无人机激光雷达（LiDAR）系统获取的点云数据，结合45块地面实测样地数据，使用孔隙度模型法（通过计算点云的冠层穿透率，根据Beer-Lambert定律计算有效叶面积指数）和统计模型法（首先通过地面实测的有效叶面积指数和所提取的LiDAR特征变量建模，然后借助拟合的模型估测有效叶面积指数）对我国典型银杏人工林进行样地尺度的有效叶面积指数估测。结果: 1）使用统计模型法估测eLAI时，仅利用LiDAR高度特征变量估测精度为R2=0.38（rRMSE=54%），引入其他特征变量（冠层密度特征、冠层容积比以及强度特征变量）后精度分别达到R2=0.64（rRMSE=26%）、R2=0.61（rRMSE=28%）、R2=0.74（rRMSE=23%）；2）根据Cover将样地分组建模后发现，分组建模的精度优于不分组建模的精度；3）孔隙度模型法估测有效叶面积指数的精度为R2=0.71（rRMSE=32.0%）。结论: 结合多组LiDAR特征变量估测有效叶面积指数能够充分挖掘LiDAR数据包含的冠层结构特性，从而提升估测精度；同时，使用孔隙度模型法可以有效估测银杏人工林有效叶面积指数。无人机LiDAR点云在估测银杏人工林有效叶面积指数上具有较好的潜力。

来源：2020年第1期

《林业科学》期刊编辑部

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