DB42湖北省市場監督管理局發布I V 2 2 2 24.4工作流程圖 3 4 4 4 4 4 4 4 4 5 5 5 5 5 5 5 6 68.2點云特征篩選 6 6 6 6 6 6 7 7 7 本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規則》的規定路寬、王怡、沈毓芬、周志翔、王鵬程、彭壽連dianyuanyong@V1機載激光雷達森林蓄積量建模技術規程據處理、森林蓄積量建模、模型精度評價、森林蓄積量空間分布統計和成果提交等內容。本文件適用于湖北省域范圍內應用機載激光雷達技術開展森林蓄積量模型構建、模型精度驗證和森林蓄積量空間分布統計等工作，星載激光雷達及無人機激光雷達數據用于森林蓄積量建模可參照執GB/T36100-2018機載激光雷達點云數據質量評價指標及計算GB/T38590森林資源連續清查技術CH/T3023機載激光雷達數據獲取成果質量檢驗技CH/T8023機載激光雷達數據處CH/T8024-2011機載激光雷達數據獲取技3.13.23.323.43.53.63.7對激光雷達點云中某一模式的一組測量值進行變換，以突出3.8從原始激光雷達點云中,經過特征提取后，篩選確3.9在機器學習模型中，不是通過訓練獲得而是通過初始設定的且與模型調優訓練有關的參數稱為超3.10參數最小值依次調整到最大值，通過遍歷超參數組4.2點云密度要求根據地貌形態及森林群落分布，點云密度應符合表地表開闊，且相對高差小于50m海拔小于500m，相對高差不大于100m海拔低于2000m，起伏度大于150m海拔大于2000m4.3采集時間要求3樣地調查、衛星影像獲取與機載激光雷達采集時間上應保持同4,4工作流程圖機載激光雷達森林蓄積量建模技術工作流程45準備工作c)坐標轉換參數或坐標轉換控制點資e)最新森林資源連續清查數據集或森林資源規劃設計調查數據集；f)近期森林資源清查或林草濕監測固定樣地數據；5.2儀器設備b)典型性原則：每個優勢樹種或優勢樹種組中不同樹高等級和郁閉度等級的樣地數量盡可能均a)根據歷史蓄積量分布數據或遙感影像數據對目標區域內森林進行分層，確定不同分層的樣地5包含一個林分類型，則選擇的樣地可包含兩個及以上類型，但不能包含無立木林地。6.2樣地設置樣地可設置正方形或圓形樣地。方形樣地邊長為30m，圓形樣地半徑為15m。一個調查區域盡量采將調查區域內的森林及疏林地，根據喬木林優勢樹種或樹種組進行劃分，劃分標準可參考附錄C。N——樣地數量；C——調查區域前期統計的區域蓄積量變異系數；E——期望取得的森林蓄積量相對誤差，一般不高于15%。6.3樣地調查度等信息。按照GB/T26424、GB/T38590要求矢量圖。按照GB/T26424內規定和要求使用當地或國家材積7.2點云數據預處理a)對調查區域內的機載激光雷達點數據進行噪聲去除；6c)對激光點云中的地面點可采用反距離加權、克里金或不規則三角網等插值法生成數字高程模d)利用數字高程模型對點云進行高程歸一化處理。征變量、點云密度特征變量和點云結構特征變量，常見點云特征變量及計算方法參考8.2點云特征篩選采用特征篩選算法選出對森林蓄積量敏感的點云特征變量，特征變量篩選算法可參考附錄E。c)在確定模型的基礎上，采用網格搜索法確定模型的超參數。9模型精度評價采用決定系數評價模型估測精度，按公式（EQ\*jc3\*hps21\o\al(\s\up0(y),?)yi——為樣本蓄積量值；EQ\*jc3\*hps21\o\al(\s\up0(y),?)——為樣本蓄積量均值；n——為樣地數量。采用平均絕對誤差評價模型精度，按公式（7yi——實際調查值；EQ\*jc3\*hps21\o\al(\s\up0(y),?)EQ\*jc3\*hps21\o\al(\s\up0(y),?)——樣本蓄積量平均值；RMSE=√2·····························································EQ\*jc3\*hps21\o\al(\s\up0(y),?)EQ\*jc3\*hps21\o\al(\s\up2147483647(y),?)——樣本蓄積量均值；n——訓練和驗證樣地數量。rRMSE=*100%··································································EQ\*jc3\*hps21\o\al(\s\up0(y),?)按照模型評價方法中計算的4個指標精度要求及等級劃分標準可參考附錄F。當有2個指標的等級達到中及以上，模型等級為中；當有3個指標的等級達到中及以上，模型等級為優。最終選擇的模型精度10.1點云特征格網化將整個調查區域的機載激光雷達點云數據按照規定的格網單元大小，提取點云特征變量。10.2森林蓄積量計算采用最優模型和篩選確定的點云特征變量，計算每個格網單元的森林蓄積10.3森林蓄積量空間分布統計8小值及標準差，生成小班森林蓄積量統計表。蓄積量以立方米（m3）為單位，10.4森林蓄積量空間分布圖a)調查區域森林蓄積量建模技術報告，技術報告模板可參考b)調查區域森林蓄積量空間分布圖；c)調查區域森林小班蓄積量分布圖及統計表；9該附錄列出了針對優勢樹種或樹種組按照樹高和郁閉度進行分層時的劃分標準，其中樹高分層劃矮中高>20m疏中密>0.71-2省-3市-4-5鄉-6村-7-8-9-66--4141402--樟樹、楠木、栓皮櫟、麻櫟、錐櫟、高山櫟、樺、白樺、光皮樺、楮栲、珙桐、光葉珙桐、樸樹、山毛櫸、刺榆椴木、檫木、花楸類、懸鈴木、合歡、欒樹、拐棗樹、梾木類、白辛樹、楸樹、柳類、泡桐、鵝掌楸、木蘭、凹葉厚樸、含笑、白蘭、巴東木蓮、青、楝樹、香椿、小果香椿、皂莢、黃連木、構樹、楓楊、青任何一個樹種或樹種組蓄積量或株數占總蓄積量或總株數比例小于圍或者規定的格網單元大小，計算相關點云hmax?max=?maxhrange?range=?max??min某一格網內所有點的高度值范圍hmean?mean=(?1+?2+?+?j)/N某一格網內所有點的高度值的平均值hmed?med=?50某一格網內所有點高度值的中位數hvar?var=(∑EQ\*jc3\*hps12\o\al(\s\up3(N),j)01(?j??mean)2)/(N?1)某一格網內所有點高度值的方差hstdv某一格網內所有點高度值的標準差hskew某一格網內所有點高度值分布的對稱性hkurt某一格網內所有點高度值分布的平坦度hcv?cv=?stdv??mean某一格網內所有點高度值的變異系數hmadEQ\*jc3\*hps12\o\al(\s\up4(N),j)|?j??mean|)/N某一格網內所有點高度值的偏差的平均值hph1、h5、h10、h20、h25、h30、h40、h50、h60、h70、h75、h80、h90、h95、h99某一格網內將其內部所有歸一化的激光雷達點云按高度進行排序，然后計算每一格網內X%的點所在的高度，即為該格網的高度百分位數hiqphiqp=h75-h25hcrr?crr=(?mean??_min)/?rangehtexture?mean,g=(?1+?2+?+?j)/N?var,g=(∑EQ\*jc3\*hps12\o\al(\s\up4(N),j)01(?j??mean,g)2)/(N?1)j為地面0~1m處的激光點nPtsnptsvdensityN植被點?nptsstratum0N地表?nptsstratum10m～1m植被回波N0~1m/npts0m～1m區間內的植被點在所有點中所占的stratum2N1~2.5m?nptsstratum3N2.5~10m?nptsstratum4N10~20m?nptsstratum5N20~30m?nptsstratum6N>30m?nptspct1N一次回波?nptspct2N二次回波?nptspct3N三次回波?nptsPCTnotfirst比N非一次回波?npts注：N為點云數量；j為第j個激光點采用相關系數法，計算特征變量與響應變量之間的相關性，篩選相關系數高的特征變