DB42/T 2073-2023 机载激光雷达森林蓄积量建模技术规程

ICS65.020

CCSB07

DB42

湖北省地方标准

DB42/T2073—2023

机载激光雷达森林蓄积量建模技术规程

Codeofpracticeformodelingforestgrowingstockvolumebasedon

airbornelidar

2023-07-27发布2023-09-27实施

湖北省市场监督管理局发布

DB42/T2073—2023

目次

前言................................................................................III

引言..................................................................................V

1范围...............................................................................1

2规范性引用文件.....................................................................1

3术语和定义.........................................................................1

4总体技术要求.......................................................................2

点云数据要求...................................................................2

点云密度要求...................................................................2

采集时间要求...................................................................2

工作流程图.....................................................................3

5准备工作...........................................................................4

资料收集.......................................................................4

仪器设备.......................................................................4

6样地数据获取.......................................................................4

样地布设与定位.................................................................4

6.1.1样地预选原则...............................................................4

6.1.2样地预选方法...............................................................4

6.1.3样地定位...................................................................4

样地设置.......................................................................5

6.2.1样地大小与形状.............................................................5

6.2.2样地数量...................................................................5

样地调查.......................................................................5

7数据处理...........................................................................5

样地数据处理...................................................................5

点云数据预处理.................................................................5

8森林蓄积量建模.....................................................................6

点云特征提取...................................................................6

点云特征筛选...................................................................6

最优模型与超参数确定...........................................................6

9模型精度评价.......................................................................6

模型评价方法...................................................................6

9.1.1决定系数R2.................................................................6

9.1.2平均绝对误差MAE............................................................6

9.1.3均方根误差RMSE.............................................................7

9.1.4相对均方根误差rRMSE........................................................7

精度要求.......................................................................7

I

DB42/T2073—2023

10森林蓄积量空间分布统计.............................................................7

点云特征格网化.................................................................7

森林蓄积量计算.................................................................7

森林蓄积量空间分布统计.........................................................7

森林蓄积量空间分布图...........................................................8

11成果资料...........................................................................8

附录A（资料性）树高及郁闭度等级划分标准..............................................9

附录B（资料性）预设样地属性结构表..................................................10

附录C（资料性）树种组分类表........................................................11

附录D（资料性）常用的LiDAR点云数据特征变量.........................................12

附录E（资料性）特征筛选方法........................................................14

E.1特征变异度量法.................................................................14

E.2相关系数法.....................................................................14

E.3相关系数法.....................................................................14

E.4随机森林特征筛选...............................................................14

附录F（资料性）模型精度评价指标等级................................................15

附录G（资料性）森林蓄积量建模技术报告模板...........................................16

参考文献..............................................................................17

II

DB42/T2073—2023

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定

起草。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

本文件由华中农业大学提出。

本文件由湖北省林业标准化技术委员会归口。

本文件起草单位：华中农业大学、湖北省林业调查规划院、湖北省林业科学研究院、湖北省林业勘

察设计院。

本文件主要起草人：佃袁勇、周靖靖、林成军、黄光体、谈宜院、胡文杰、陈礼波、陈强、文红波、

路宽、王怡、沈毓芬、周志翔、王鹏程、彭寿连、贾秀红。

本文件为首次发布。

本文件实施应用中的疑问，可咨询湖北省林业标准化技术委员会，联系电话：027-86952116，邮箱：

hblybzh@163.com；对本文件的有关修改意见，请反馈至华中农业大学，电话：027-87282010，邮箱：

dianyuanyong@。

III

DB42/T2073—2023

引言

森林蓄积量是当前森林监测的主要任务，但对地形复杂、难到达区域地面调查方法存在一定的局限

性。随着激光雷达技术的发展，机载激光雷达可以方便获取森林区域激光雷达点云，为大范围森林蓄积

量监测提供了技术支撑。为规范机载激光雷达技术在森林蓄积量监测中的应用，在广泛征求相关行业及

林业主管和业务部门意见基础上，结合湖北森林资源分布特点，依据机载激光雷达技术水平，编制了本

文件。

V

DB42/T2073—2023

机载激光雷达森林蓄积量建模技术规程

1范围

本文件规定了湖北省开展机载激光雷达森林蓄积量建模的基本要求、准备工作、样地数据获取、数

据处理、森林蓄积量建模、模型精度评价、森林蓄积量空间分布统计和成果提交等内容。

本文件适用于湖北省域范围内应用机载激光雷达技术开展森林蓄积量模型构建、模型精度验证和

森林蓄积量空间分布统计等工作，星载激光雷达及无人机激光雷达数据用于森林蓄积量建模可参照执

行。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB/T26424国家森林资源规划设计调查技术规程

GB/T36100-2018机载激光雷达点云数据质量评价指标及计算方法

GB/T38590森林资源连续清查技术规程

CH/T3023机载激光雷达数据获取成果质量检验技术规程

CH/T8023机载激光雷达数据处理技术规范

CH/T8024-2011机载激光雷达数据获取技术规范

LY/T1821林业地图图式

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

激光雷达lidar

发射激光束并接收回波获取目标三维信息的系统。

[来源：CH/T8024-2011,定义3.1]

机载激光雷达airbornelidar

在航空平台上，集成激光雷达、定位定姿系统（POS）、数码相机和控制系统所构成的综合系统。

[来源：CH/T8024-2011,定义3.4]

点云pointcloud

以离散、不规则方式分布在三维空间中的点的集合。

[来源：CH/T8024-2011,定义3.5]

1

DB42/T2073—2023

点云密度pointclouddensity

以高程方向为法方向，单位面积上点云中激光点的平均数量。

[来源：GB/T36100-2018，定义3.4]

树干材积volume

根径以上树干的体积，以立方米(m³)为单位。

森林蓄积量forestgrowingstockvolume

森林中所有活立木树干材积的总和，以立方米为单位。

特征提取featureextraction

对激光雷达点云中某一模式的一组测量值进行变换，以突出该模式具有代表性特征的一种方法。

特征筛选featureselection

从原始激光雷达点云中,经过特征提取后，筛选确定对森林蓄积量估算更有效的特征变量的工作。

超参数hyperparameters

在机器学习模型中，不是通过训练获得而是通过初始设定的且与模型调优训练有关的参数称为超

参数。

网格搜索法gridsearch

网格搜索法是一种超参数确定方法。在指定超参数范围及超参数变动步长的基础上，按照步长从超

参数最小值依次调整到最大值，通过遍历超参数组合来寻找模型最优的超参数组合的方法。

4总体技术要求

点云数据要求

机载激光雷达点云数据获取、处理技术及精度评价与要求应符合GB/T36100、CH/T3023、CH/T8023、

CH/T8024的规定。

点云密度要求

根据地貌形态及森林群落分布，点云密度应符合表1中要求。

表1不同地貌形态下点云密度要求

地貌形态划分标准最低点云密度/(pts/m2)

平地地表开阔，且相对高差小于50m≥4

丘陵海拔小于500m，相对高差不大于100m≥8

山地海拔低于2000m，起伏度大于150m≥16

高山地海拔大于2000m≥25

采集时间要求

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