关于基于地面激光数据的落羽杉材积表研建的文献综述
1.引言
落羽杉( Taxodium distichum) 是杉科落羽杉属高大乔木，原产自北美洲东南部，树高可达 50 m。我国于 20 世纪 20 年代开始引进，现主要在长江流域和珠江三角洲流域栽培。落羽杉喜光，喜温热湿润气候，既能生长于陆地，也可以生长在沼泽等湿地，而且生长快、树形美、材质优良、适应性强[[1]]。为了推广这一优良树种，我国多地开展了落羽杉的引种栽培与试验研究[[2]]落羽杉作为优良的造林树种，具有建筑用材、生态防护、景观绿化等多种功能，其成材用途广泛[[3]]。激光扫描，可以在不伤害树木的条件下获得大量数据，具有速度快、自动化程度高、非接触性等优势[[4]]。本文使用激光扫描这一先进的方法，对江苏省连云港市东海县李念林场的落羽杉林进行数据采集，编制出适用于这一片地区的一元材积表。
2.研究背景
2.1一元材积表编制
一元立木材积表是根据胸径与材积编制的林业用表，最早是法国格纳得提出，继由瑞plusmn;拜奧利发展应用。一元立木材积表是林业生产、科研和森林经营管理中的常用测树用表，特别是在我国一、二类森林资源清査中，采用一元材积表法估计立木材积相当普遍。但是一元材积表仅考虑树干材积随胸径的变化，而胸径相同时树离的变化幅度仍然很大，因此一元材积表的应用范围很小。一元立木材积模型的建立方法有两种，其一是建立树髙一胸径回归模型，由二元立木材积表推导出一元立木材积表；其二是根据样木胸径与材积的关系直接得到一元立木材积表。在我国各省多采用根据二元材积表导算出一元材积表的方法进行一元材积表的编制。根据二元材积表导算一元材积表的主要步骤是，在编表范围内选取样木，实测样木的胸径和树高，并分径阶计算出平均值，拟合树高曲线方程，将其代入二元立木材积模型，即可间接得到材积一胸径一元材积模型。此外，也可直接根据材积与胸径的关系编制一元立木材积表。用这种方法编制一元材积表的步骤是直接利用样本资料中的胸径与材积数据，根据送些数据直接进行材积方程的拟合，选取最优一元材积方程进行一元材积表的编制。李建彬采用直接编制法编制了四川巨按短周期工业原料人工林一元材积表[[5]]，张志云等在江西省小叶崇林场收集了５２个杉木人工林林分资料，拟合出适用于全省范围的高精度杉木人工林一元材积方程[[6]]。张连翔等应用凉水林场落叶松人工林资料进行了一元材积模型的拟合，结果认为ｌｏｇｉｓｔｉｃ衍生模型对一元材积的拟合精度较商，实际应用效果良好，可在森林调查中推广使用[[7]]。曾伟生利用此种方法建立了西藏自治区四旁树（阔叶树）的一元立木材积模型，证明了利用二阶回归估计法比一般使用的利用树高曲线方程代入二元材积模型得到一元材积模型精度高而且能有效改善各个径阶拟合效果[[8]]。林通采用多模型选优法并配合改进单纯形法研制了木荷人工株一元材积方程，具有很大的适用性[[9]]。[[10]]但是传统的方法需要大量砍伐解析木，会对森林生态造成很大的影响。随着科技的发展，人们也在寻找对森林更加友好的方法编辑材积表。通过激光雷达扫描就是其中一个相对来说很准确并且方便的办法。
2.2多回波地面激光扫描在林业调查国内外应用现状
2.2.1多回波地面激光扫描
激光扫描技术自问世以来就被国内外学者所关注。它可以同时完成对多个目标全天候的扫描，通过激光测距原理记录目标物体表面三维坐标及反射率等信息，采集大量高精度点云数据，结合扫描仪机载摄像头，将实景三维数据重现在计算机中，具有速度快，自动化程度高，非接触性等优势[[11]]。相较于传统测量中单点测量的方式，激光扫描实现了三维面状点测量，可以更为准确、快捷、自动地获取目标物表面点的数据，而且能够获得目标物表面的纹理信息，结合后期处理软件，可以获得一个逼真的三维点云模型，这些模型被应用于逆向工程、地形地貌测量、森林经营管理、生物工程、形式鉴定、文物保护等各个方面。激光扫描技术的出现，使得测绘领域进入了一个全新的数字测绘时代。
