## 叶面积指数 ##
### 功能概述 ###
叶面积指数是表征植被冠层结构最基本的参量之一,它的定义为单位地表面积上所有叶片表面积的一半(Chen et al.,1991),由归一化后的点云数据中的植被点计算得到。
LAI理论原理示意图
(a)光线入射植被(b)天顶角指入射光线与垂直方向夹角(c)叶片在垂直方向的投影,描述消光系数(d)和(e)描述聚集系数
### 原理描述 ###
叶面积指数的计算,使用以下公式:
其中,ang是平均扫描角,GF是间隙率,k是消光系数,消光系数与树冠的叶倾角分布紧密相关,ln是自然对数(Richardson et al.,2009)。
平均扫描角计算公式如下:
其中,ang是平均扫描角度,n是点数,anglei是第i个点的扫描角度。
间隙率的计算,使用以下公式:
其中,nground是提取的Z值低于高度阈值的地面点数,n是总点数。
### 用法 ###
点击*机载林业 > 森林参数 > 叶面积指数*,生成叶面积指数。
### 参数设置 ###
- **输入数据**:请确保每一个输入的点云数据都是[归一化](../DataManagement/PointCloudTools/Normalization.md)的数据;输入文件可以是单个点云数据文件,也可以是点云数据集;待处理数据必须在LiDAR360软件中打开。
- **XSize(米)(默认为“15”)**:栅格尺寸应大于单木冠幅,对于大多数森林类型而言,栅格尺寸应大于15m。
- **YSize(米)(默认为“15”)**:栅格尺寸应大于单木冠幅,对于大多数森林类型而言,栅格尺寸应大于15m。
- **高度阈值(米)(默认为“2”)**:区分地面点和树木点的阈值,高度值小于高度阈值的点不参与计算,默认值是2m。
- **叶倾角分布(默认为“0.5”)**:三维空间中叶片概率分布的一种数学表达式,与植被类型、叶倾角和波束方向相关。用户可以根据经验公式,并结合森林的实际情况确定叶倾角分布的值。已有研究表明叶倾角的椭圆分布可能适用于大部分森林的实际情况,值为0.5。
- **输出路径**:输出路径,运行后,每一个输入的点云数据文件都会生成一个对应的栅格文件(*.tif格式)。
- **默认值**:将XSize、YSize、高度阈值和叶倾角分布恢复为默认值。
> 注意:只有当软件中加载了点云数据时,才能使用叶面积指数功能,否则,软件会弹出“There is no point cloud data meet the conditions of calculation!”的提示信息。如果点云的最大Z值大于200或者最大Z减去最小Z大于200时,认为数据是没有归一化的,软件会弹出下图所示的提示信息,点击“YES”,这种类型的数据仍然参与运算,点击“NO”,这种类型的数据将不参与运算,用户可重新选择满足条件的数据。
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@inproceedings{
author={Chen J M and Black T A},
title={Measuring leaf area index of plant canopies with branch architecture},
booktitle={Agricultural and Forest Meteorology,57(1-3): 1-12},
year={1991}
}
@inproceedings{
author={Richardson J J},
title={Modeling approaches to estimate effective leaf area index from aerial discrete-return LiDAR},
booktitle={Agricultural and Forest Meteorology, 149 (6): 1152-1160},
year={2009}
}