机载激光雷达树高产品的释义与精度水平评估

摘要

围绕航空激光雷达森林冠层高度产品(Canopy Height Model,CHM)的物理意义、准确性和精度指标,开展CHM产品质量评价的数据处理流程和技术方法研究,设计了地面参照样木筛选、迭代剔除粗差、分树种(组)相关性分析和精度水平等级分组统计等步骤。在我国东北虎豹国家公园开展了典型山地温带针阔混交森林的应用示范。对由航空激光测距设备RIEGL-VQ-1560i采集数据(激光脉冲密度10pluse/m^(2))并处理得到的CHM产品进行了精度评价,研究结果表明:1)从总体上看,CHM树高与“真实”树高具有极其显著的线性相关性,可达R2=0.97,CHM产品略低于“真实”树高,约为0.7m,具体到每株林木大致有±2m的不确定性;2)从各个树种(组)上看,各个树种(组)CHM树高与“真实”树高比较也均呈现略低现象,大小范围从0.3~1.3m不等,具体到每株林木大致有±1.4~±2.4m的不确定性,其中人工落叶松林的CHM高度比“真实”值低约1.3m,最为突出;3)从抽样参照林木精度水平等级分组统计结果情况上看,精度指标为0~±1m的CHM产品占比为57.6%,精度指标为0~±2m,CHM产品占比为79.4%,其中,18.6%的抽样高度误差超过了+2m,仅有2.0%的抽样低于-2m,指明了产品大约1/5的区域存在CHM偏低的问题,需要进一步人工检验。研究结果表明,此技术方法可以有效地评价CHM产品整体质量状况及识别存在的问题,为大范围山地林区复杂作业条件下的航空激光雷达森林资源调查工程的质量控制提供了技术支撑和保障。