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地空激光雷达融合，森林资源调查新应用

随着当前社会经济的快速发展，人们对经济发展的观念逐渐向可持续发展观念靠拢，全国各地对林业的发展重视程度也逐渐增大，林业产业发展正迈向升级的路上，林业应用的数字化、精细化管理也变得尤为重要，通过激光雷达来快速获取林业数据，也成为一种高效便捷的手段。

测区概况

地面采集样地：150块（600㎡/块）
无人机飞行区域：0.04km²并覆盖地面采集区域
树木种类：分别为桉树、杉木、松树、阔叶林
地势落差：平均30-40m左右

测区现场照片

实施方案

01 蜂鸟机载激光雷达系统

先通过蜂鸟机载激光雷达系统在相同林区的上空，进行飞行数据采集，这样可以通过林区的顶部信息，进一步补充树冠的细节数据，分析处理得到林区的生物量、蓄积量、冠层高度、冠层覆盖度、郁闭度/间隙率、林窗参数、树密度，甚至林区单木的位置、高度。

蜂鸟无人机激光雷达系统，是一款低成本、轻量化、高效率、纯国产的测绘级激光雷达系统，最大测距优于250m，最大测量速度达64万点/秒，模块化的集成设计，适用多种无人机平台搭载。

蜂鸟+M300

整体点云效果

整体点密度为658点/m²

地面点点密度

树冠点云点密度

硬质路面点云厚度（0.2m截取剖面）

双回波点云“穿透”效果（树干完整度）

02 UT-2000地面三维激光扫描仪

UT-2000地面三维激光扫描仪深入到林区里面进行数据采集作业，此次地面样地采集与无人机采集同步进行。单站地面激光雷达仅能扫描样木的一侧树干点云，为了完整地拟合树干胸径，从树干的不同侧面进行扫描，并将多站地基激光雷达点云精确地匹配起来，保证精确地估测树干胸径、蓄积等结构参数。

UT-2000具备100万点/秒的激光发射频率，可以快速获取高精度的林区三维数据。多回波功能在数据采集时能够穿透林叶之间的遮挡，深度采集树木信息。

采集现场

整体点密度

点云整体剖面图

此次扫描使用的靶标球的直径为0.145m，点云数据中量取靶标球直径为0.144m，误差为±2mm

点云拼接精度高，各样区靶点拼接精度基本在1公分以内，总体残差为5mm

树枝细节清晰完整

四回波轻松穿透林叶之间的遮挡

通过机载激光雷达对样地外部测量和地面激光雷达在样地内所得到的多种数据，能够快速获取高精度森林垂直结构，较准确、较高效地掌握样地单木结构参数，全景式还原样地内资源要素信息，相比传统调查手段，显著降低了劳动强度、减少人力成本，丰富数据类型、提升监测质量。本次地空雷达融合的新应用，对林业地块进行数据采集，具有非常强的实践意义。