葉片角度分布(Leaf Angle Distribution,LAD)包括葉傾角分布和方位角分布,是描述植被冠層結(jié)構(gòu)的一個(gè)重要參數(shù)。由于葉片角度分布對(duì)植被冠層中光線的傳輸過程和光合有效輻射的分布有著顯著的影響,因此它在陸地生態(tài)系統(tǒng)冠層生產(chǎn)力和碳循環(huán)研究中具有十分重要的作用。然而,傳統(tǒng)測(cè)量設(shè)備和方法往往難以準(zhǔn)確提取植被的葉傾角和方位角,極大地影響了相關(guān)研究的準(zhǔn)確性。
中國科學(xué)院植物研究所郭慶華研究組開展了以地面激光雷達(dá)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的葉傾角和方位角的提取算法研究。地面激光雷達(dá)作為一種常用的地基平臺(tái),其獲取的毫米級(jí)葉片三維點(diǎn)云信息,為葉傾角和方位角的準(zhǔn)確提取提供了一種新的技術(shù)途徑。研究人員在葉傾角和方位角準(zhǔn)確提取的基礎(chǔ)上利用雙參數(shù)Beta方程構(gòu)建了雙參數(shù)投影系數(shù)方程,結(jié)果表明該算法在單葉水平上所提取的葉傾角和方位角以及相應(yīng)的角度分布精度可達(dá)90%以上。與此同時(shí),在葉傾角和方位角準(zhǔn)確提取的基礎(chǔ)上,可以實(shí)現(xiàn)雙參數(shù)投影系數(shù)方程的高精度準(zhǔn)確構(gòu)建。
該成果對(duì)植被的輻射傳輸過程的精確模擬研究、生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力的精確估算研究以及生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)研究具有十分重要的意義,將改變傳統(tǒng)生態(tài)中葉片的結(jié)構(gòu)參數(shù)難以定量描述的局面,為植被結(jié)構(gòu)的三維定量化提供一種新的思路和途徑。審稿人對(duì)這一成果予以充分肯定。
該成果于近日發(fā)表于遙感科學(xué)領(lǐng)域國際期刊IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing上。郭慶華研究組博士研究生李玉美為論文第一作者,郭慶華和副研究員蘇艷軍為共同通訊作者。該成果得到了國家重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目、中科院前沿科學(xué)重點(diǎn)研究項(xiàng)目、國家自然科學(xué)基金以及中科院率先行動(dòng)“百人計(jì)劃”項(xiàng)目的支持。
文章鏈接:https://ieeexplore.ieee.org/document/8393447/

具有不同葉片數(shù)量的每棵樹投影系數(shù)模型G(θ, φ)隨觀測(cè)天頂角和方位角變化,
其中(a)-(j)表示不同的模擬樹,(k)-(m)表示不同的掃描樹