通過森林資源調查製定和調整林業(ye) 政策是保證森林資源可持續發展的前提。激光雷達可穿透森林冠層，在獲取森林三維結構信息上具有優(you) 勢，目前已被應用於(yu) 森林資源調查中。然而，受激光掃描角度的限製和森林樹木遮擋的影響，常見的單一激光雷達設備難以一次性獲取完整的森林結構觀測。多源/多平台激光雷達數據間的融合是解決(jue) 上述問題的有效手段，由於(yu) 森林環境的複雜性和不規則性，仍缺乏穩健的幾何特征用於(yu) 多源激光雷達數據間的自動高精度配準，這也是該領域的難點之一。

中國科學院植物所郭慶華研究組利用在單站地基激光雷達數據中樹幹遮擋會(hui) 形成陰影區域的特性，直接從(cong) 原始地基點雲(yun) 中提取視覺遮擋點作為(wei) 關(guan) 鍵特征，采用枚舉(ju) 的方式恢複了多站地基激光雷達掃描時的相互空間位置關(guan) 係，實現了數據間的自動高精度配準。該方法在針葉林、針闊混交林和熱帶雨林中均得到了有效驗證，將森林環境中高精度地基三維激光雷達數據獲取效率提高了數十倍。此外，研究團隊以單木參數為(wei) 橋梁，根據每個(ge) 自然林分內(nei) 樹木位置的空間分布具有獨特性的假設，實現了“空—地”平台激光雷達數據之間的融合，克服了單一激光雷達平台在森林資源調查中難以掃描完整森林冠層的局限性，為(wei) 動態、高效、精準的森林資源調查奠定了基礎。

多站地基激光雷達數據自動配準原理示意圖。(a)單站地基激光雷達數據中樹木的遮擋現象;(b)相鄰兩(liang) 站地基激光雷達數據中視覺遮擋點之間的關(guan) 係。

“空—地”平台激光雷達數據之間的融合原理示意圖。圖中紅色代表地麵激光雷達平台獲取的數據，綠色代表無人機平台獲取的數據。

相關(guan) 研究成果分別在線發表在ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing和IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing上。郭慶華研究組博士研究生關(guan) 宏燦為(wei) 第一作者，副研究員蘇豔軍(jun) 為(wei) 通訊作者。研究工作得到了中科院前沿科學重點研究項目、國家自然科學基金委(麵上項目)等的資助。