• <table id="4yyaw"><kbd id="4yyaw"></kbd></table>
  • <td id="4yyaw"></td>
  • 發布時間:2020-07-13 16:05 原文鏈接: 地面激光雷達模擬及應用

    森林冠層總面積指數(Plant Area Index,PAI)可廣泛應用于林業、遙感、農學等領域,但目前采用傳統光學方法精確測量森林冠層總面積指數仍十分困難。與傳統方法相比,激光雷達方法具有非接觸式、高精度、受天氣及環境干擾小、可穿透植被冠層等優點,因此將激光雷達方法引入森林冠層總面積指數測量具有重要的現實意義。探討、研究激光雷達與森林冠層三維結構間的交互機理可有助于我們提高及改進現有的以激光雷達測量方法為基礎的森林冠層總面積指數測量方法。本文以典型虛擬森林場景庫為基礎,采用蒙特卡洛光線跟蹤算法實現地面激光雷達與森林冠層三維結構間的交互成像模擬,最后結合模擬數據開展森林冠層地面總面積指數測量精度分析。本文的具體研究內容以及成果如下:(1)典型虛擬森林場景庫構建。以離散型地面激光雷達測試需求為目標,提出了一種新的考慮樹冠要素三維空間分布及生態學聚類效應的樹木聚集分布格局模擬方法,基于14個高精度單樹幾何模型,實現了不同樹木分布模式、林分密度、PAI及樹木類型的虛擬森林場景庫構建。(2)離散型地面激光雷達方法模擬及分析。基于蒙特卡洛光線跟蹤算法實現了離散型地面激光雷達模擬,重點開展了地面激光雷達模擬精度因子分析,如:視場角、多次散射次數閾值及激光束采樣數等。測試表明:激光多次散射回波強度與激光束視場角大小成正比,即視場角越大,多次散射對激光回波強度貢獻影響顯著;當地面激光雷達模擬的激光束多次散射次數閾值設為7時,其多次散射模擬精度損失可忽略不計;當激光束采樣數為500條時,其采樣精度趨于穩定,因此,可認為此條件下激光束對虛擬森林場景的采樣達到了較穩定的效果。(3)離散型地面激光雷達加速模擬。采用KD-Tree、BVH、Octree三種數據結構對虛擬森林場景在單樹級及森林場景兩個尺度進行數據組織和管理。共比較分析了 9套方案,選取遍歷場景節點數、遍歷單樹模型節點數、遍歷樹實例數、遍歷三角面片數及激光束平均計算時間作為各方案優劣評價標準對上述九套模擬加速方案展開分析。研究表明,場景級數據結構為BVH,單樹級數據結構為KD-Tree的加速方案對地面激光雷達模擬加速性能最佳。(4)基于離散型地面激光雷達的森林冠層PAI測量。將地面激光雷達方法與半球成像方法測量結果進行對比分析,分析發現:二者間隙率測量存在很大相關性,相關系數可達0.77以上,總體而言,地面激光雷達方法間隙率測量值低于半球成像方法,平均偏低7.67%;二者PAI測量結果相關系數達到0.97,且地面激光雷達方法測量值總體高于半球成像方法。最后利用虛擬森林場景PAI真實值對地面激光雷達PAI測量方法的精度展開驗證,分析發現基于地面激光雷達森林冠層地面PAI測量值整體偏高,提高地面激光雷達角分辨率可將測量精度損失降低到4.7%。


    相關文章

    新研究揭示冬季南海海溫模擬偏冷的偏差來源

    近日,中國科學院南海海洋研究所研究員徐康團隊與合作者,在第六次耦合模式比較計劃(CMIP6)氣候模式對厄爾尼諾-南方濤動(ENSO)影響下南海海表溫度(SST)變化的模擬偏差及其動力機制研究方面取得新......

    以應用驅動創新——2024堀場雅夫獎迎來首位中國區學者

    2024年第20屆堀場雅夫獎共有5位得獎者獲此殊榮,中國科技大學環境科學與工程學院的錢晨副研究員是其中之一,他也是該獎項自成立以來首位獲獎的中國學者。錢老師的獲獎,不僅體現了當代青年科研工作者對研究成......

    2024年北京質譜沙龍之精準檢驗與應用專場

    2024年12月6日至7日,由北京藥學會主辦,北京藥學會臨床研究與轉化專委會承辦,中日友好醫院、首都醫科大學附屬北京安定醫院、北京中關村生物醫藥創新協會、中國優生優育協會精準檢驗工作委員會、北京醫學獎......

    20222023年度湖南省科學技術獎揭曉

    9月3日,湖南省科技大會暨獎勵大會在長沙召開。會上宣讀了湖南省人民政府關于2022-2023年度湖南省科學技術獎勵(含光召科技獎)的決定。獎勵大會現場。主辦方供圖2022-2023年度湖南省科學技術獎......

    中國“捕碳”新技術進入推廣應用階段

    從中國華能集團清潔能源技術研究院(以下簡稱清能院)獲悉,他們研發的一種二氧化碳捕集的低成本新方法,填補國內空白,打破國外壟斷。這一成果在49屆日內瓦國際發明展上,從1053件專利中脫穎而出,榮獲日內瓦......

    第七屆質譜儀器研發及應用熱點論壇圓滿落幕!

    7月17日-19日,由中國儀器儀表學會分析儀器分會質譜儀器專家組、哈爾濱工業大學(威海)、廣東省麥思科學儀器創新研究院、分析測試百科網(安特百科(北京)技術發展有限公司)聯合主辦的“第七屆質譜儀器研發......

    流式細胞術(FCM)之6大應用詳解:它能否成為未來醫學診斷的“金標準”?

    導語流式細胞術(FCM)——作為跨越一整個世紀,經過一代又一代科學家們不懈奮斗和努力下的結晶,現如今已經成為探索生物細胞奧秘的關鍵技術。FCM是在細胞流動的狀態下,快速檢測細胞或顆粒物的熒光信號,從而......

    第七屆質譜儀器研發及應用熱點論壇二輪通知

    為適應新的挑戰和機遇,促進質譜儀器創新和發展。中國儀器儀表學會分析儀器分會質譜儀器專業委員會聯合哈爾濱工業大學(威海)與分析測試百科網,將于2024年7月17至20日在山東·威海共同舉辦“第七屆質譜儀......

    分析天平應用領域

    分析天平適用于食品行業、黃金珠寶、衣料紡織、醫藥藥材、科學研究等領域,作精密衡量分析測定之用。主要用于含量測定中供試品、對照品的稱量和滴定液的標定等。......

    分析天平應用大全

    分析天平,特別是電子分析天平,在多個領域中發揮著關鍵作用,主要應用于藥品、化工、食品等行業的質量檢測與研究,特別適用于定量檢測樣品中微量物質的含量。它們也廣泛應用于地球物理學、天文學、地質學等科學研究......

  • <table id="4yyaw"><kbd id="4yyaw"></kbd></table>
  • <td id="4yyaw"></td>
  • 调性视频