01项目背景

下桦实验林场建于1953年，位于桦南县驼腰子镇，总面积12227公顷，林地7179公顷，森林覆盖率58.7%。近年生态建设成效显著，蓄积量达133万立方米。林场常开展植树造林，依托森林资源“一张图”管理系统和“云森防”等数字化手段强化防火。自2023年起，作为实验区开展“寻找目标树”任务，推动森林资源可持续经营。

02技术方案

2.1传统人工测量：

消耗大量的人力物力财力，并伴随着不可预见的危险；
调查监测周期长，调查结果的时效性差；
调查精度难以把控
2.2激光雷达：

2.2.1技术原理：

激光雷达（LiDAR），从其英文“Light Detection and Ranging”缩写而来，是一种光学遥感技术。
通过测定传感器发出的激光在传感器与目标物体之间的传播距离，分析目标物体表面的发射能量大小以及发射波谱的幅度、频率和相位等信息，进行目标定位信息的精准解算，从而呈现目标物精准的三维结构信息。

2.2.2优势：

被动光学遥感在茂密的林区存在饱和效应，且受云雾干扰大
激光雷达受天气环境影响小，能直接、快速得到高精度的地表植被三维信息
激光雷达可穿透植被，获取高精度的地形产品，为地质灾害的调查、救援和评估提供重要依据

2.2.3流程:

a.通过无人机激光雷达系统快速获取林区高精度激光雷达数据

b.软件自动计算郁闭度、叶面积指数，筛选优势小班，进一步 单木分割，筛选优势林分；并精准测量小班面积

c.手持激光雷达系统快速获取优势林分垂直结构

d.软件自动单木分割，计算树高、胸径、冠幅、树干体积、单木叶面积指数等，筛选目标树

e.空地融合：目标树生长动态监测、样地调查、小班更新

03设备介绍

3.1LiAir H800 机载激光雷达系统

支持7回波，100m光斑直径5cm，能量更集中，对于山区植被具有更强的穿透能力。

3.2LiGrip H120 手持激光雷达系统

04作业方案

a.采用大疆M350搭载LiAir H800 获取林场天然林、人工林各2块小班。 天然林主要有柞树、杨树、白桦、椴树和榆树等，样地总面积约为51.5公顷，共飞行12条航线，用时26分钟。人工林树种主要有红松、落叶松和樟子松等，样地总面积约为12.84公顷，共飞行11条航线，用时11分钟。

天然林

人工林

b.采用手持激光雷达采集在人工林采集5块样地、在天然林采集了1个1公顷大样地，一方面用于精准定位目标树，一方面采用手持激光雷达替代了传统的人工样地调查。

点云分类

单木分割

05成果数据

5.1机载成果数据

机载数据

单木分割

机载樟子松剖面

机载落叶松剖面

目标树可自定义根据树高、胸径、位置等根据筛选，图中黄色为目标树

什么是目标树?

即为实现森林规划目标而选择的，对森林主导功能起支撑作用，在林分中长期保留，在经营中重点培育，实现规划目标后才退出经营重点的树木。

5.2手持数据成果

5.3数据成果表

06小结和展望

本次作业中，仅用时45分钟，即获得了4个小班约80公顷的高精度激光雷达数据；仅需30分钟便可获得4个样地数据。较传统调查方法，本方案快速、高效，且数据可作为本底数据，实现林场、目标树生长动态监测。

基于激光雷达先进的测量技术，还可用于小班更新、面积测量等方面的应用。

基于空地一体化系统，进一步反演蓄积量、生物量、碳储量，结合数据管理平台，建设智慧林业系统，打造全国示范林场。