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激光雷达森林生态应用：理论、方法及实例

激光雷达森林生态应用：理论、方法及实例

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作者: 郭庆华著 , 苏艳军著 , 胡天宇著 , 刘瑾著

出版社: 高等教育出版社

出版时间: 2018-02

版次: 1

ISBN: 9787040493016

定价: 129.00

装帧: 精装

开本: 16开

纸张: 胶版纸

页数: 337页

字数: 410千字

正文语种: 简体中文

丛书: 地理信息科学系列

分类: 工程技术

6 张插图图片

　　《激光雷达森林生态应用：理论、方法及实例》系统介绍激光雷达技术及其在森林生态学研究中的应用和前沿发展，同时包括国内外相关领域的典型研究实例。全书分为基础原理、技术方法、应用与前沿展望三大部分，共15章。第一部分包括第1～3章，重点阐述激光雷达遥感技术的基本概念和类型、扫描测距原理、数据获取工作流程和误差来源；第二部分包括第4～10章，详细介绍激光雷达森林生态应用的技术基础，针对森林生态关键参数阐述了激光雷达遥感定量分析方法，并就具体的参数提取给出了应用程序代码；第三部分包括第11～15章，结合实例阐述了激光雷达在森林生态学研究中的应用热点，介绍了新兴起的移动激光雷达平台，力图反映激光雷达技术的未来发展方向及其森林生态应用前景。
　　《激光雷达森林生态应用：理论、方法及实例》从广阔的视角介绍激光雷达主动遥感技术在森林牛态学多个分支领域的应用，对于遥感、生态、植被、气候、水文、环境、规划、气象和防灾减灾等专业的高校师生以及从事相关领域研究的科研人员具有参考价值。第一篇基础原理
第1章激光雷达主动遥感技术的起源与发展分化
1．1 激光雷达技术简介及发展历史
1．2 激光雷达分类
1．3 主要商业激光雷达设备简介
1．3．1 国外主要商业激光雷达设备
1．3．2 国内主要商业激光雷达设备
1．4 激光雷达数据专业处理软件简介
1．5 激光雷达在森林生态学中的应用价值
1．6 小结
参考文献

第2章激光雷达工作原理
2．1 激光扫描仪的测距原理
2．1．1 脉冲式测距
2．1．2 相位式测距
2．1．3 测距精度
2．2 激光扫描仪的辐射原理
2．2．1 激光雷达方程
2．2．2 辐射回波信号
2．3 地基激光雷达工作原理
2．3．1 地基激光雷达系统组成
2．3．2 地基激光雷达系统的主要参数
2．4 机载激光雷达工作原理
2．4．1 机载激光雷达系统组成
2．4．2 机载激光雷达系统的主要参数
2．5 星载激光雷达工作原理
2．5．1 星载激、光雷达系统组成
2．5．2 星载激光雷达系统的主要参数
2．6 小结
参考文献

第3章激光雷达外业工作流程和系统误差来源
3．1 地基激光雷达扫描系统作业基本流程
3．1．1 扫描前期准备
3．1．2 扫描作业规划
3．1．3 数据采集作业
3．1．4 数据初期检验
3．2 机载激光雷达扫描系统作业基本流程
3．2．1 机载激光雷达作业流程概述
3．2．2 航测前期准备工作
3．2．3 航测方案规划设计
3．2．4 航测数据采集作业
3．3 地基激光雷达扫描系统误差来源
3．4 机载激光雷达扫描系统误差来源
3．4．1 飞行平台误差
3．4．2 POS系统误差
3．4．3 激光传感器误差
3．4．4 系统集成误差
3．5 小结
参考文献

第二篇技术方法
第4章激光雷达点云数据格式
4．1 点云数据格式、组成和特点
4．1．1 点云数据格式和组成
4．1．2 点云数据特点
4．2 点云数据索引
4．3 点云数据的读取
4．3．1 为什么选用Python编程语言？
4．3．2 Python的基本语法
4．3．3 Pvthon读取激光雷达数据及其索引
4．4 小结
参考文献

第5章激光雷达数据滤波和数字高程模型生成
5．1 滤波简介
5．1．1 基本概念
5．1．2 滤波的难点
5．2 滤波方法概述
5．2．1 基于坡度的滤波方法
5．2．2 基于形态学的滤波方法
5．2．3 基于插值的滤波方法
5．2．4 基于渐进三角网加密的滤波方法
5．2．5 基于分割思想的滤波方法
5．2．6 混合滤波方法
5．3 滤波精度评价比较
5．4 DEM的生成
5．4．1 DEM插值方法与比较
5．4．2 DEM误差分析
5．4．3 DEM精度分析
5．5 小结
参考文献

第6章地基激光雷达数据分析和特征提取
6．1 点云解算
6．2 点云配准
6．3 噪声去除
6．3．1 基于空间分布的去噪算法
6．3．2 基于聚类的去噪算法
6．3．3 基于密度的去噪算法
6．4 点云特征提取
6．4．1 颜色特征
6．4．2 局部几何特征
6．5 点云分类
6．5．1 基于模型拟合的点云分类
6．5．2 基于区域增长的点云分类
6．5．3 基于聚类的点云分类
6．6 小结
参考文献

第7章机载激光雷达数据分析和特征提取
7．1 机载激光雷达数据处理流稃
7．2 机载激光雷达数据解算
7．3 航带拼接与航带平差
7．4 点云数据的粗差探测
7．4．1 粗差定义和来源
7．4．2 粗差探测与剔除
7．5 机裁激光雷达点云分类和目标提取
7．5．1 点云分类和目标提取方法简介
7．5．2 点云临督分类流崔及精度分析
7．5．3 点云监督分类过程中的特征提取
7．6 小结
参考文献

第8章星载激光雷达数据分析和特征提取
8．1 GLAS简介
8．1．1 慨述
8．1．2 GLAS产品简介
8．1．3 GLAS数据获取与数据类型
8．2 GLAS波形数据处理与参数提取
8．2．1 GLAS波形数据处理
8．2．2 GLAS波形参数提取
8．3 GLAS数据应用
8．3．1 大区域尺度树高估算
8．3．2 大区域尺度地土生物量估算
8．4 小结
参考文献

第9章森林结构参数提取
9．1 群落水平林业结构参数
9．1．1 群落垂直结构剖面
9．1．2 群落结构参数及层片结构
9．2 单木水平林业结构参数提取
9．2．1 单小分割
9．2．2 结构参数批量提取
9．3 小结
参考文献

第10章生态系统功能参数反演与大尺度模拟
10．1 冠盖度与郁闭度
10．2 叶面积指数
lO．2．1 理论基础
10．2．2 地基激光雷达提取LAI
10．2．3 机载激光雷达提取LAI
10．2．4 星载激光雷达提取LAI
10．3 地上生物量
10．3．1 基于大光斑激光雷达的森林地上生物量估算
10．3．2 基于小光斑激光雷达的森林地上生物量估算
10．4 小结
参考文献

第三篇应用与前沿展望
第11章激光雷达技术在森林生态系统动态监控中的应用
11．1 森林动态监控
11．1．1 基于激光雷达的森林动态监控
11．1．2 基于激光雷达的森林生长模型构建
11．2 林火监控和林火烈度评估
11．2．1 基于激光雷达的林火实时监控
11．2．2 基于激光雷达的林火烈度评估
11．2．3 基于激光雷达的森林可燃物载量估算
11．3 森林疏伐区检测
11．4 小结
参考文献

第12章激光雷达技术在森林生物多样性、生态水文及生态模型中的应用
12．1 激光雷达技术在生物多样性研究中的应用
12．1．1 遥感技术在生物多样性研究进展
12．1．2 激光雷达技术在生物多样性研究中的应用实例
12．1．3 激光雷达技术在生物多样性监测网络中的发展前景
12．2 激光雷达技术在生态水文研究中的应用
12．3 激光雷达技术在生态模型中的应用
12．4 小结
参考文献

第13章基于激光雷达技术的植被三维可视化重建
13．1 单木水平的三维重建
13．2 景观水平的三维可视化模拟
13．3 植被三维重建的应用领域
13．4 小结
参考文献

第14章近地面移动激光雷达平台的兴起及其生态应用
14．1 背包激光雷达系统
14．1．1 背包激光雷达系统的硬件组成
14．1．2 背包激光雷达系统的工作原理
14．1．3 背包激光雷达数据示例
14．2 车载激光雷达系统
14．2．1 车载激光雷达系统的硬件组成
14．2．2 车载激光雷达系统的T作原理
14．2．3 车载激光雷达数据示例
14．3 无人机及其他近地面激光雷达系统
14．3．1 无人机激光雷达系统的硬件组成
14．3．2 无人机激光雷达系统的工作原理
14．3．3 无人机激光雷达数据示例
14．4 近地面移动激光雷达平台的生态应用
14．4．1 在城市生态系统中的应用
14．4．2 在湿地生念系统中的应用
14．4．3 在草地生态系统中的应用
14．4．4 在农田生态系统中的应用
14．5 小结
参考文献

第15章激光雷达技术面临的挑战与应用展望
15．1 激光雷达的技术展望
15．1．1 传感器的研发和创新
15．1．2 多源异构数据融合
15．1．3 激光雷达在大数据时代的发展和机遇
15．2 激光雷达在森林生态系统的应用展望
15．3 小结
参考文献
索引
内容简介:
　　《激光雷达森林生态应用：理论、方法及实例》系统介绍激光雷达技术及其在森林生态学研究中的应用和前沿发展，同时包括国内外相关领域的典型研究实例。全书分为基础原理、技术方法、应用与前沿展望三大部分，共15章。第一部分包括第1～3章，重点阐述激光雷达遥感技术的基本概念和类型、扫描测距原理、数据获取工作流程和误差来源；第二部分包括第4～10章，详细介绍激光雷达森林生态应用的技术基础，针对森林生态关键参数阐述了激光雷达遥感定量分析方法，并就具体的参数提取给出了应用程序代码；第三部分包括第11～15章，结合实例阐述了激光雷达在森林生态学研究中的应用热点，介绍了新兴起的移动激光雷达平台，力图反映激光雷达技术的未来发展方向及其森林生态应用前景。
　　《激光雷达森林生态应用：理论、方法及实例》从广阔的视角介绍激光雷达主动遥感技术在森林牛态学多个分支领域的应用，对于遥感、生态、植被、气候、水文、环境、规划、气象和防灾减灾等专业的高校师生以及从事相关领域研究的科研人员具有参考价值。
目录:
第一篇基础原理
第1章激光雷达主动遥感技术的起源与发展分化
1．1 激光雷达技术简介及发展历史
1．2 激光雷达分类
1．3 主要商业激光雷达设备简介
1．3．1 国外主要商业激光雷达设备
1．3．2 国内主要商业激光雷达设备
1．4 激光雷达数据专业处理软件简介
1．5 激光雷达在森林生态学中的应用价值
1．6 小结
参考文献

第2章激光雷达工作原理
2．1 激光扫描仪的测距原理
2．1．1 脉冲式测距
2．1．2 相位式测距
2．1．3 测距精度
2．2 激光扫描仪的辐射原理
2．2．1 激光雷达方程
2．2．2 辐射回波信号
2．3 地基激光雷达工作原理
2．3．1 地基激光雷达系统组成
2．3．2 地基激光雷达系统的主要参数
2．4 机载激光雷达工作原理
2．4．1 机载激光雷达系统组成
2．4．2 机载激光雷达系统的主要参数
2．5 星载激光雷达工作原理
2．5．1 星载激、光雷达系统组成
2．5．2 星载激光雷达系统的主要参数
2．6 小结
参考文献

第3章激光雷达外业工作流程和系统误差来源
3．1 地基激光雷达扫描系统作业基本流程
3．1．1 扫描前期准备
3．1．2 扫描作业规划
3．1．3 数据采集作业
3．1．4 数据初期检验
3．2 机载激光雷达扫描系统作业基本流程
3．2．1 机载激光雷达作业流程概述
3．2．2 航测前期准备工作
3．2．3 航测方案规划设计
3．2．4 航测数据采集作业
3．3 地基激光雷达扫描系统误差来源
3．4 机载激光雷达扫描系统误差来源
3．4．1 飞行平台误差
3．4．2 POS系统误差
3．4．3 激光传感器误差
3．4．4 系统集成误差
3．5 小结
参考文献

第二篇技术方法
第4章激光雷达点云数据格式
4．1 点云数据格式、组成和特点
4．1．1 点云数据格式和组成
4．1．2 点云数据特点
4．2 点云数据索引
4．3 点云数据的读取
4．3．1 为什么选用Python编程语言？
4．3．2 Python的基本语法
4．3．3 Pvthon读取激光雷达数据及其索引
4．4 小结
参考文献

第5章激光雷达数据滤波和数字高程模型生成
5．1 滤波简介
5．1．1 基本概念
5．1．2 滤波的难点
5．2 滤波方法概述
5．2．1 基于坡度的滤波方法
5．2．2 基于形态学的滤波方法
5．2．3 基于插值的滤波方法
5．2．4 基于渐进三角网加密的滤波方法
5．2．5 基于分割思想的滤波方法
5．2．6 混合滤波方法
5．3 滤波精度评价比较
5．4 DEM的生成
5．4．1 DEM插值方法与比较
5．4．2 DEM误差分析
5．4．3 DEM精度分析
5．5 小结
参考文献

第6章地基激光雷达数据分析和特征提取
6．1 点云解算
6．2 点云配准
6．3 噪声去除
6．3．1 基于空间分布的去噪算法
6．3．2 基于聚类的去噪算法
6．3．3 基于密度的去噪算法
6．4 点云特征提取
6．4．1 颜色特征
6．4．2 局部几何特征
6．5 点云分类
6．5．1 基于模型拟合的点云分类
6．5．2 基于区域增长的点云分类
6．5．3 基于聚类的点云分类
6．6 小结
参考文献

第7章机载激光雷达数据分析和特征提取
7．1 机载激光雷达数据处理流稃
7．2 机载激光雷达数据解算
7．3 航带拼接与航带平差
7．4 点云数据的粗差探测
7．4．1 粗差定义和来源
7．4．2 粗差探测与剔除
7．5 机裁激光雷达点云分类和目标提取
7．5．1 点云分类和目标提取方法简介
7．5．2 点云临督分类流崔及精度分析
7．5．3 点云监督分类过程中的特征提取
7．6 小结
参考文献

第8章星载激光雷达数据分析和特征提取
8．1 GLAS简介
8．1．1 慨述
8．1．2 GLAS产品简介
8．1．3 GLAS数据获取与数据类型
8．2 GLAS波形数据处理与参数提取
8．2．1 GLAS波形数据处理
8．2．2 GLAS波形参数提取
8．3 GLAS数据应用
8．3．1 大区域尺度树高估算
8．3．2 大区域尺度地土生物量估算
8．4 小结
参考文献

第9章森林结构参数提取
9．1 群落水平林业结构参数
9．1．1 群落垂直结构剖面
9．1．2 群落结构参数及层片结构
9．2 单木水平林业结构参数提取
9．2．1 单小分割
9．2．2 结构参数批量提取
9．3 小结
参考文献

第10章生态系统功能参数反演与大尺度模拟
10．1 冠盖度与郁闭度
10．2 叶面积指数
lO．2．1 理论基础
10．2．2 地基激光雷达提取LAI
10．2．3 机载激光雷达提取LAI
10．2．4 星载激光雷达提取LAI
10．3 地上生物量
10．3．1 基于大光斑激光雷达的森林地上生物量估算
10．3．2 基于小光斑激光雷达的森林地上生物量估算
10．4 小结
参考文献

第三篇应用与前沿展望
第11章激光雷达技术在森林生态系统动态监控中的应用
11．1 森林动态监控
11．1．1 基于激光雷达的森林动态监控
11．1．2 基于激光雷达的森林生长模型构建
11．2 林火监控和林火烈度评估
11．2．1 基于激光雷达的林火实时监控
11．2．2 基于激光雷达的林火烈度评估
11．2．3 基于激光雷达的森林可燃物载量估算
11．3 森林疏伐区检测
11．4 小结
参考文献

第12章激光雷达技术在森林生物多样性、生态水文及生态模型中的应用
12．1 激光雷达技术在生物多样性研究中的应用
12．1．1 遥感技术在生物多样性研究进展
12．1．2 激光雷达技术在生物多样性研究中的应用实例
12．1．3 激光雷达技术在生物多样性监测网络中的发展前景
12．2 激光雷达技术在生态水文研究中的应用
12．3 激光雷达技术在生态模型中的应用
12．4 小结
参考文献

第13章基于激光雷达技术的植被三维可视化重建
13．1 单木水平的三维重建
13．2 景观水平的三维可视化模拟
13．3 植被三维重建的应用领域
13．4 小结
参考文献

第14章近地面移动激光雷达平台的兴起及其生态应用
14．1 背包激光雷达系统
14．1．1 背包激光雷达系统的硬件组成
14．1．2 背包激光雷达系统的工作原理
14．1．3 背包激光雷达数据示例
14．2 车载激光雷达系统
14．2．1 车载激光雷达系统的硬件组成
14．2．2 车载激光雷达系统的T作原理
14．2．3 车载激光雷达数据示例
14．3 无人机及其他近地面激光雷达系统
14．3．1 无人机激光雷达系统的硬件组成
14．3．2 无人机激光雷达系统的工作原理
14．3．3 无人机激光雷达数据示例
14．4 近地面移动激光雷达平台的生态应用
14．4．1 在城市生态系统中的应用
14．4．2 在湿地生念系统中的应用
14．4．3 在草地生态系统中的应用
14．4．4 在农田生态系统中的应用
14．5 小结
参考文献

第15章激光雷达技术面临的挑战与应用展望
15．1 激光雷达的技术展望
15．1．1 传感器的研发和创新
15．1．2 多源异构数据融合
15．1．3 激光雷达在大数据时代的发展和机遇
15．2 激光雷达在森林生态系统的应用展望
15．3 小结
参考文献
索引

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