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Ecodrone®無(wú)人機(jī)LiDAR遙感系統(tǒng)—森林測(cè)繪應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間： 2022-03-24 點(diǎn)擊次數(shù)： 2794次Ecodrone®無(wú)人機(jī)LiDAR遙感系統(tǒng)是易科泰公司推出的一款高性能、一體化的機(jī)載激光雷達(dá)測(cè)量系統(tǒng)，集成了歐洲著名激光雷達(dá)技術(shù)公司YellowScan的機(jī)載LiDAR技術(shù)，一次飛行可同時(shí)獲取高密度三維點(diǎn)云數(shù)于大據(jù)及RGB影像信息，該系統(tǒng)兼具輕量級(jí)、高密度點(diǎn)云與高精度優(yōu)勢(shì)，具有*的性價(jià)比?？蓮V泛應(yīng)用范圍、多維度的森林遙感研究、垂直森林結(jié)構(gòu)分析、樹木表征、森林火災(zāi)管理、木材體積估計(jì)、地形測(cè)繪等領(lǐng)域。
案例一：城市森林地形測(cè)繪
空間數(shù)據(jù)在當(dāng)今發(fā)揮著重要作用，正確的規(guī)劃、評(píng)估和監(jiān)測(cè)過(guò)程都需要精準(zhǔn)、有效的空間數(shù)據(jù)庫(kù)。地形數(shù)據(jù)是政府機(jī)構(gòu)、礦業(yè)公司和農(nóng)業(yè)部門等多方都非常需要的空間數(shù)據(jù)。在森林管理方面，快速準(zhǔn)確地繪制高精度地形圖對(duì)于規(guī)劃、密切監(jiān)測(cè)和評(píng)估森林變化是非常必要的。
印度尼西亞大學(xué)研究人員使用從無(wú)人機(jī)LiDAR遙感系統(tǒng)采集了校園內(nèi)城市森林區(qū)的高分辨率點(diǎn)云數(shù)據(jù)，并根據(jù)被測(cè)區(qū)域的高度區(qū)分植被與地面，進(jìn)而繪制地形圖，驗(yàn)證了機(jī)載LiDAR技術(shù)在城市森林區(qū)域中創(chuàng)建高程數(shù)據(jù)的能力。
地表與非地表成功分離后，即可生成DTM形式的地形數(shù)據(jù)。DTM僅基于地面點(diǎn)創(chuàng)建，而非地面對(duì)象可用于創(chuàng)建數(shù)字表面模型(DSM)數(shù)據(jù)。根據(jù)DTM數(shù)據(jù)可知研究區(qū)的海拔范圍為46.8至68.5m。研究表明，無(wú)人機(jī)LiDAR遙感技術(shù)能夠在植被密集區(qū)繪制出城市森林的地形圖，為地形地表研究、森林監(jiān)測(cè)評(píng)估提供重要依據(jù)。
案例二：使用機(jī)器學(xué)習(xí)評(píng)估森林結(jié)構(gòu)
森林是人類生命和野生動(dòng)物賴以生存的重要自然資源，因?yàn)樗鼈兙S持和保護(hù)生物多樣性，提供多種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)，并減輕氣候變化的影響。因此，監(jiān)測(cè)林分結(jié)構(gòu)對(duì)于森林管理者維持生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)非常重要。無(wú)人機(jī)LiDAR遙感系統(tǒng)飛行高度低，靈活性高，可以深入到樹冠中，采集具有高分辨率的3D數(shù)據(jù)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)森林區(qū)域的高頻率采集，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，為森林監(jiān)測(cè)與管理提供了新的手段。
機(jī)載LiDAR技術(shù)可以穿透樹冠獲取樹干結(jié)構(gòu)信息，這是準(zhǔn)確定位樹木和直接估算胸高直徑（DBH）的有效途徑。常規(guī)的樹高、DBH、樹干曲線和體積評(píng)估通常需要大量特定于站點(diǎn)的參數(shù)，當(dāng)超出其初始環(huán)境時(shí)，這些參數(shù)可能會(huì)影響估計(jì)DBHs的完整性和準(zhǔn)確性。
比利時(shí)列日大學(xué)研究人員提出了基于機(jī)器學(xué)習(xí)層次密度的噪聲應(yīng)用空間聚類（HDBSCAN）算法以實(shí)現(xiàn)樹干預(yù)測(cè)及分割，并應(yīng)用主成分分析（PCA）來(lái)提取樹干方向，用于DBH估算。使用該方法在溫帶落葉封閉冠層林的機(jī)載LiDAR數(shù)據(jù)中應(yīng)用并驗(yàn)證，結(jié)果表明，該方法可以在落葉季節(jié)準(zhǔn)確檢測(cè)高達(dá)82%的樹干，精度為98%，并且掃描角度范圍（MSAR）高達(dá)75度。因此，此研究方法可以在將來(lái)初步檢測(cè)樹木時(shí)最大限度地減少遺漏和錯(cuò)分誤差，并輔助進(jìn)一步的樹木指標(biāo)提取。
易科泰生態(tài)技術(shù)公司致力于生態(tài)-農(nóng)業(yè)-健康研究發(fā)展與創(chuàng)新應(yīng)用，為森林遙感研究、林木表型分析、植被資源調(diào)查、生態(tài)環(huán)境研究、林業(yè)測(cè)繪等領(lǐng)域提供無(wú)人機(jī)及近地遙感全面技術(shù)方案。
參考文獻(xiàn)：
[1] Iqbal P A S , Wibowo A , Kusratmoko E , et al. Urban forest topographical mapping using UAV LIDAR[J]. IOP Conference Series Earth and Environmental Science, 2017, 98.
[2] Neuville R , Bates J S , Jonard F . Estimating Forest Structure from UAV-Mounted LiDAR Point Cloud Using Machine Learning[J]. Remote Sensing, 2021, 13(3):352.
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