安尼莱锡林浩特草地-激光雷达 物候相机 气象要素监测子系统 土壤温度湿度监测子系统

研究背景 

       锡林浩特草地是我国西北干旱区向东 部湿润区的过渡地带，也是全球生态环境 变化的敏感区域。对锡林浩特草地生物量准确估算对于加强草地生态环境保护、提 高草地固碳潜力以及保持草地长期可持续 发展至关重要。 

       目前，基于近地遥感技术对锡林浩特 草地生物量变化的研究仍知之甚少，这限 制了我们对气候变化条件下草地生态系统碳循环的理解。 

       基于此，本研究采用布设在锡林浩特 草地的激光雷达测量仪所获取的点云数据， 对该地区的草地生物量、植被覆盖度以及 植被株高的动态变化进行分析，为科学了 解锡林浩特草地植被的生长实况以及完善 草地生物量近地遥感监测提供技术手段。

研究目标

（1）解决当前草原生态气象以人工观测为 主的落后监测手段，满足相关科学研究和重大 决策服务等方面对草原生态气象基础数据的需 求，提出可视化、实时性、可远程控制的生态 自动气象观测系统技术思路以及设计原则，并 设计系统的硬件和软件架构及自动化观测的实 现方法。 

（2）研发集成锡盟草原生态气象自动化监 测系统，使该系统具有对牧草生长、气象要素、 土壤温湿度监测等多个功能，实现牧草发育期、 株高、盖度等相关生态参数的自动观测，满足 草原生态气象自动观测的主要任务的实时性、 可视化和自动化需求。

硬件监测系统组成

牧草高度算法

首先去除点云中的噪点，过滤由于测量 过程多路径误差和激光测距仪测量误差导致的 高程异常值和高程负值。 

采用滤波算法分离地面点云和植被点云， 对分离后的每一点云进行平滑处理，剔除地面 点中的毛刺点。 

分类后的地面点生成数字高程模型 （DEM），根据首次回波点生成数字表面模 型（DSM），两者的差值就是冠层高度模型 （CHM）。

软件平台 - 激光雷达点云数据

将激光雷达支持 LAS 格式点云进行流畅地可视化，后期将根据点云数据计算出植被覆 盖度、植株高度等参数，并可对点云数据进行降噪等二次处理功能。

实验结果