Die dreidimensionale (3D) Strukturmessung von Wäldern ist ein Schlüsselfaktor für hochpräzise Schätzungen der Kohlenstoffspeicherung in der Vegetation. Eine stereoskopische Punktwolke wird für die Beobachtung der Waldstruktur in 3D verwendet.
Forscher des Aerospace Information Research Institute (AIR) der Chinesischen Akademie der Wissenschaften (CAS) haben herausgefunden, dass der Anteil des sonnenbeschienenen Hintergrunds, der in Fernerkundungsbildern sichtbar ist, die vertikale Verteilung stereoskopischer Punktwolken steuert. Je höher der Anteil des sichtbaren sonnenbeschienenen Hintergrunds ist, desto stärker ist die Fähigkeit, das Unterholzgelände zu erkennen.
Die Studie wurde veröffentlicht in Fernerkundung der Umwelt. Es liefert neue Erkenntnisse für die Messung der 3D-Struktur von Wäldern unter Verwendung einer satellitengestützten optischen Mehrwinkel-Stereo-Beobachtungspunktwolke.
Das Team erkannte den einzigartigen Wert satellitengestützter stereoskopischer Beobachtungen zur Messung der 3D-Struktur von Wäldern und führte eingehende Forschungen durch. Sie bestätigten, dass Leaf-On-Bilder die Struktur der Baumkronen abbilden können, während Leaf-Off-Bilder das Potenzial haben, Bodenerhebungen im Unterholz zu erkennen.
Sie entwickelten auch ein stereoskopisches Beobachtungsmodell des Waldes, das beim Entwurf von Chinas Terrestrial Ecosystem Carbon Inventory Satellite verwendet wurde, was ihn zum einzigen Satelliten in China macht, der sowohl spektrale Beobachtungen entlang der Spur als auch Stereobeobachtungen aus mehreren Winkeln durchführen kann.
Die Forscher untersuchten die vertikale Verteilung optischer Mehrwinkel-Stereobeobachtungspunktwolken in Wäldern, indem sie Daten von acht verschiedenen Daten verwendeten, die von August mit Laub bis März mit Laub reichten. Während des Zeitraums änderte sich der Sonnenhöhenwinkel unter verschiedenen Gelände- und Walddichtebedingungen von 55,62° auf 15,66°.
Die Ergebnisse zeigten, dass in nicht geschlossenen Wäldern die Punktwolken Anfang September näher am Kronendach lagen, während die im August näher am Boden lagen. An Nordhängen befanden sich die Punktwolken ohne Laub und Sonnenlicht in Bodennähe, während selbst in den Laubperioden im November oder Januar mit niedrigeren Sonnenstandswinkeln und ohne Sonnenlicht die Punktwolken hauptsächlich verteilt waren in der Baumkrone. Der Anteil des sonnenbeschienenen Hintergrunds in Bildern steuert die Fähigkeit, Unterholzgelände zu erkennen, was den Unterschied zwischen multitemporalen Punktwolken erklären kann.
Die Studie zeigt die vertikalen Verteilungsmerkmale von stereoskopischen Punktwolken mit Änderungen in der Zeit, im Gelände und in der Walddichte auf und bietet eine theoretische Grundlage für die Verwendung dieser Punktwolken zur Messung der 3D-Struktur regionaler Wälder. Es bietet auch einen neuen technischen Ansatz zur genauen Berechnung der Kohlenstoffspeicherung in Laubwaldgebieten.
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Wenjian Ni et al., Saisonale Auswirkungen auf die Schätzung der oberirdischen Biomasse in gebirgigen Laubwäldern unter Verwendung von stereoskopischen ZY-3-Bildern, Fernerkundung der Umwelt (2023). DOI: 10.1016/j.rse.2023.113520