机载波形LiDAR多尺度生物量估算比较开题报告

全文总字数：2505字

1. 研究目的与意义

研究目的

森林作为陆地生态系统的主体，是陆地上面积最大、分布最广、组成结构最复杂、物质资源最丰富的生态系统，是自然界中功能最完善的资源库，与大气进行着碳、水和能量的交换，在水循环、碳循环与气候的调节中扮演着重要角色。森林在防止水土流失、涵养水源、防风固沙、改善生态环境、维持生态平衡中发挥着重要的作用。也是人类赖以生存和发展的重要物质基础，是人类与自然和谐发展的桥梁，人们已经意识到与森林共存的重要性。因此，实时获取森林中碳、水和能量的变化信息显得尤其重要。本研究通过从机载lidar数据中提取森林冠层结构特征变量，结合地面实测的地上生物量，构建样地和单木尺度的地上生物量估算方法。主要目的是探索lidar 数据估测地上生物量的理论与方法，研究 lidar 数据提取 最优特征变量用以构建地上生物量估算模型，并通过 lidar 数据的处理实现地上生物量模型的估测，并且验证单木和样地尺度上的模型精度，为生态环境研究提供可靠的数据支撑。

研究意义

2. 国内外研究现状分析

国外研究状况：森林生物量是进行陆地生态系统碳循环和碳动态分析的重要指标，因此准确进行森林生物量的估算意义重大。

森林生物量是整个森林生态系统运行的能量基础和物质来源，是研究生产力(productivity)，净第一生产力(net primary productivity，npp)的基础。

另外，森林生物量是林火等级区域划分的重要参数之一，在林火预测和模拟中也起着重要作用。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容

研究通过从全波形机载激光雷达数据的预处理提取出最优特征变量，构建样地和单木尺度上的地上生物量估算模型的方法。研究结果进行论文撰写时，前言需要通过参考国内外文献及相关资料总结前人的研究成果，掌握当前的研究现状，并且发现研究空缺，以此建立研究目标。方案拟定需要针对所提出的研究目标，建立系统有效地实验方案，特别是样地的设置和外业数据的采集需要进行详细的试验设计并符合统计规则。

研究计划

4. 研究创新点

特色和创新：1. 全波形机载激光雷达的特征变量之间的相关性较低， 可以将这些遥感特征变量用于有效建模； 2. 特征变量 HOME（波形能量一半的高度） 的均值和RWE（波形的总能量）均值对于样地尺度上生物预测力较强，但在单木尺度上的尝试尚属首次；3. 多元回归模型也将有利于特征变量筛选。