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利用地面激光扫描与运动恢复结构摄影测量技术快速无损测定草地生物量的潜力研究
摘要： 地上生物量（AGB）是评估草原系统常用的参数。虽然破坏性AGB测量方法精确，但耗时且难以重复实施或在大范围区域开展。运动恢复结构（SfM）摄影测量与地面激光扫描（TLS）是两种能快速获取植被精确三维结构数据的先进技术。近期研究已成功将TLS和SfM应用于木本生物量估算，但在天然草原系统的应用仍鲜有验证。本研究以美国南达科他州11个不同生物量水平的草地为对象，评估这些技术在AGB估算中的潜力。通过对比TLS与SfM三维点云提取的体积指标、传统圆盘式牧草计沉降高度与破坏性采样获得的AGB总量（草本+凋落物）及草本层AGB测量值发现：虽然圆盘式牧草计效率最高，但其估算效果（草本层AGBr2=0.42，总量AGBr2=0.32）不及TLS（草本层AGBr2=0.46，总量AGBr2=0.57）和SfM（草本层AGBr2=0.54，总量AGBr2=0.72），后两者均展现出快速估算草原系统AGB的实用价值。
关键词： 运动恢复结构（SfM）摄影测量、圆盘牧草计、草地、地上生物量（AGB）、紧凑型生物量激光雷达（CBL）、地面激光扫描（TLS）、体积
更新于2025-09-16 10:30:52
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通过定量结构建模进行无损树木体积估算：无人机激光扫描与地面激光雷达的比较
摘要： 地上生物量（AGB）产品的校准与验证需要公顷级尺度的地面参考样地，以匹配星载任务的分辨率。传统森林调查方法采用异速生长方程估算单木AGB时存在偏差且精度较低，尤其处理大树时更为明显。地面激光扫描（TLS）与显式树木建模虽能直接估算树干体积，但耗时费力的野外工作制约了其应用。本研究旨在评估新型无人机激光扫描（UAV-LS）能否突破这一局限并取得可比结果。为此，在荷兰温带森林中对比测试了UAV-LS与TLS的显式树木建模性能。共对5个林分（含针阔叶树种）中200株胸径6-91厘米的树木进行扫描、分割，并通过TreeQSM方法建?！眉际跄艽蛹す獾阍乒菇ㄏ允绞髂灸Ｐ汀Ｓ隩LS衍生模型的直接对比显示：在成熟山毛榉和橡树林分中，UAV-LS对直径≥30厘米的树干及枝条体积估算可靠（一致性相关系数CCC=0.85，均方根误差RMSE=1.12立方米）；纳入较小枝条体积会导致显著高估（CCC降至0.51，RMSE增至6.59立方米）。密林阻碍树干扫描使云杉林分CCC降至0.36，幼小树木因难以准确描绘树干周长更使CCC低至0.01。这种林分依赖性表明冠层结构对UAV-LS体积建模能力影响显著。优化飞行路径、重复航测或替代建模策略可改善此类条件下的建模效果。本研究为卫星AGB产品校准验证所需尺度上的快速树木体积与AGB估算提供了UAV-LS应用依据。
关键词： 地上生物量（AGB）、森林、无人机、激光扫描、定量结构模型（QSM）
更新于2025-09-12 10:27:22
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基于遥感技术的半干旱沙地生态系统灌木生物量估算
摘要： 全球土地退化与可持续发展已成为陆地生态系统面临的严峻挑战。灌木在全球生态系统保护与生态重建中发挥着关键作用，这对干旱半干旱沙地生态系统尤为重要。灌木地上生物量（AGB）是碳汇能力的表征指标。本研究基于Landsat专题制图仪（TM）数据、地形数据，并结合实地调查数据，采用多种方法估算了毛乌素沙地的灌木生物量。分别运用线性回归模型、多元逐步回归模型、机器学习模型和几何光学模型，结合实地数据估算灌木生物量，并对估算效果进行验证与比较。结果表明：以K-T变换的植被比率指数（RVI）和亮度值为输入变量的多元逐步回归模型预测的灌木AGB精度最高。无论在高覆盖度还是低覆盖度灌木区域，该多元逐步回归模型推导的灌木AGB分布图均具有更高精度。这些发现将为生态脆弱区的生态可持续发展提供科学支撑。
关键词： 地上生物量（AGB）、几何光学模型、干旱与半干旱生态系统、多元逐步回归、机器学习
更新于2025-09-10 09:29:36