[发明专利]一种基于有效冠信息的生物量反演方法

权利要求书

1.一种基于有效冠信息的生物量反演方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、对激光雷达点云数据进行噪音去除、点云滤波与归一化预处理，得到预处理后的激光雷达点云数据，利用计算几何中三维凸包算法对预处理后的激光雷达点云数据提取有效冠三维结构参数，有效冠三维结构参数包括有效冠的表面积ECSA、有效冠高HEC和有效冠长ECL；

步骤二、基于已知的生物量方程，引入有效冠三维结构参数并构建新的森林生物量方程；

步骤三、利用样地实测生物量数据进行回归拟合，确定未知参数并获得新的森林生物量方程，进而利用新的森林生物量方程进行生物量的反演。

2.根据权利要求1所述一种基于有效冠信息的生物量反演方法，其特征在于，所述步骤二基于已知的生物量方程，引入有效冠三维结构参数并构建新的森林生物量方程；具体过程为：

已知的生物量方程为公式(1)：

其中，AGB表示树木的生物量；F为表述树干横截面积随高度增加而减小的量；ρ表示木质的密度，单位是g/cm³；D表示胸径；H表示树高；

将有效冠三维结构参数引入已知的生物量方程，进而利用公式(2)中胸径与有效冠的非线性关系联合公式(1)推导出新的森林生物量方程：

其中，b₀，b₁，b₂与b₃均为待拟合估计的未知参数，ECSA为有效冠表面积，D为胸径，HEC为有效冠长度，ECL为有效冠冠长。

3.根据权利要求2所述一种基于有效冠信息的生物量反演方法，其特征在于，所述步骤三利用样地实测生物量数据进行回归拟合，确定未知参数并获得新的森林生物量方程，进而利用新的森林生物量方程进行生物量的反演；具体过程为：

由公式(2)推出：

公式(1)、(3)联立得到包含有效冠信息的森林生物量方程：

根据地基激光雷达点云采样密度高的特点，由公式(5)计算有效冠表面积ECSA：

利用三维凸包算法，基于有效冠的激光雷达点云构建最小外接多边形；

其中，表示组成最小外接多边形的每个三角形，i表示三角形的序号，N＝sum(i)，且为有效冠最小外接多边形包含三角形的个数；

设

则由公式(5)推导出新的森林生物量方程。

4.根据权利要求3所述一种基于有效冠信息的生物量反演方法，其特征在于，所述新的森林生物量方程为：

其中，α为待拟合估计的未知参数，由公式(7)可以看出，推导的新的森林生物量方程中包含有效冠的表面积ECSA、有效冠高HEC和有效冠长ECL参数。