森林冠层探测激光雷达的波形特征分析  

作　　者：刘清旺[1] 李增元[1] 陈尔学[1] 庞勇[1] 李世明[1] 田昕[1] 

机构地区：[1]中国林业科学研究院资源信息研究所,林业遥感与信息技术重点开放性实验室,北京100091

出　　处：《中国科学：地球科学》2011年第11期1670-1678,共9页Scientia Sinica(Terrae)

基　　金：国家重点基础研究发展计划(编号:2007CB714404);中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金(编号:IFRIT200803);国家高技术研究发展计划(编号:2009AA12Z1461)资助

摘　　要：机载激光雷达通过发射激光脉冲和接收返回波形的方式来探测森林冠层的三维结构,返回波形中包含了森林冠层不同高度处枝叶的后向散射特征.本研究在分析激光脉冲与森林冠层之间的相互作用关系时发现返回波形存在时长展宽现象,为此建立了立体散射体模型,并得到时长展宽量与散射体深度之间的对应关系.根据返回波形的不同特征将散射体划分为简单散射体、立体散射体和复杂散射体三种类型,提出单峰导数法和多峰导数法两种波形分析方法,用于提取相关的波形特征量,并判别散射体的类型.本研究得到了一些初步结果,通过模拟立体散射体的返回波形发现,随着散射体深度的增加,返回波形逐渐被展宽;随着子散射体之间距离的增加,返回波形开始出现两个波峰并成为两个完全独立的子波形.通过对模拟波形和实测波形的波形特征量进行比较发现,模拟波形与实测波形的时长略有差别.总之,激光雷达波形数据很好地描述了森林冠层的后向散射特征,在提高森林参数估测精度方面具有应用潜力.

关 键 词：遥感 森林冠层 激光雷达 波形特征 立体散射体 

分 类 号：S771.8[农业科学—森林工程]