基于移动LiDAR和TLS的单木地上生物量估算对比研究
张怡颖1
高洋2
莘晓玥2
吕佳2
张天慧2
卢慧翠2
杨金明2
1.青岛农业大学,山东青岛 266109;山东农业大学,山东泰安 2710182.青岛农业大学,山东青岛 266109
摘要：为比较移动激光雷达(Light Detection And Ranging,LiDAR)与地基激光雷达(Terrestrial Laser scanning,TLS)结合定量结构模型(TreeQSM)进行地上生物量估算的差异,本研究以青岛农业大学城阳校区内26棵乔木为研究对象,分别使用TLS设备Trimble X7及移动LiDAR设备LiGrip H120和欧思徕R8+对树木进行点云数据采集,通过去噪、地面点分类、根据地面点归一化和单木分割等预处理,利用优化的定量结构模型(Quantitative Structure Models,QSMs)构建单木枝干的三维几何模型,并提取树木胸径(DBH)和树高.结合树种的木材基本密度,将单木体积转化为地上生物量.结果显示:(1)移动LiDAR和TLS点云在TreeQSM建模的最优参数上差异不显著;(2)利用TreeQSM从TLS、LiGrip和R8+点云提取的DBH与实测值相比,线性拟合的 R2 分别为 0.945、0.926 和 0.942,RMSE 分别为 2.1 cm(5.9％)、4.4 cm(12.4％)和 2.7 cm(7.6％),树高与无人机 LiDAR 提取结果相比,线性拟合的R2分别为0.878、0.871和0.822,RMSE分别为1 m(4.6％)、1.2 m(5.6％)和1 m(4.6％);(3)利用LiGrip和R8+估算的单木地上生物量与TLS相比,线性拟合的R2分别为0.913和0.955,RMSE分别为0.836 t(53.9％)和0.503 t(32.5％),一致性相关系数(Concordance Correlation Coefficient,CCC)分别为0.739和0.88.树干生物量的偏差小于树枝生物量,线性拟合的R2分别为0.967和0.932,RMSE分别为0.04 t(10.6％)和0.036 t(9.7％),CCC分别为0.95和0.96.本研究表明移动LiDAR结合定量结构模型提取树木参数并估算单木生物量的方法可在一定程度上替代TLS.当移动LiDAR点云精度更高时,估算结果更加准确.本研究为使用移动LiDAR开展单木及区域生物量估算研究提供参考.
关键词：林木参数提取单木分割定量结构模型单木生物量
分类号：S757.3(森林经营学、森林计测学、森林经理学)P237(摄影测量学与测绘遥感)
资助基金：国家自然科学基金(31800374)
论文发表日期：2025-06-28
在线出版日期：2026-05-22（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：11( 41-50,63 )
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