机载激光雷达系统能够进行林业资源数据的动态收集，同时其操作过程较为简单，通过将其与无人机进行结合，可以更为便捷的获取林业资源数据，从而为林业资源调查提供数据支持。因此，将无人机载激光雷达技术广泛地应用于林业资源调查中是十分关键的，这也要求我们能够对该技术进行更为全面的分析。
一、无人机载激光雷达系统的构成与工作原理
（一）无人机载激光雷达系统的构成
无人机载激光雷达系统主要由无人机、激光扫描仪、导航系统、相机以及数据处理软件等构成。首先，无人机是整个系统的基础平台和操作平台，其上承载着系统中的其他仪器，并且能够由相关人员进行远程操作。而该系统中的激光扫描仪不仅能够对相应的地形数据、林业资源数据进行扫描，同时也可以进行三维建模。此外，由于无人机载激光雷达系统中的数据较为复杂，一般在传输前需要进行初步处理，而系统中的数据处理软件则能够完成这一工作。
（二）无人机载激光雷达系统的工作原理
在无人机载激光雷达系统运行的过程中，其上的激光扫描仪会不断地发射激光脉冲，同时接收激光脉冲的折射信号，从而能够获得地形的基本数据。而激光扫描仪通过对其所获取的数据进行分析后，则能够直接生成对应地面的三维仿真模型。其次，无人机载激光雷达系统中的导航系统、相机等组成部分则可以进一步起到补充数据的作用，以此确保最终获取数据的精确性。在GPS、导航计算机激光扫描仪等系统设备的支持下，无人机载激光雷达系统不仅可以获取平面坐标信息，还可以获取地物的高程信息，并通过不同视角对相关三维坐标信息进行三维显示和量测，并采用数据处理软件获取三维坐标信息中所表达的地物表面积、体积等信息。
二、林业资源调查中无人机载激光雷达系统的应用
（一）单木分割
无人机载激光雷达系统能够根据激光扫描仪获取的信号进行点云数据的建设，而当点云数据中的单木被系统自动识别后，该系统则会根据单木的种类进行分析和计算。通过应用多种单木分割算法，对点云数据进行科学且有效的分割，从而得出区域中相应信息，包括单木树高、单木胸径等。
图1 CHM分割示意图
其次，无人机载激光雷达系统则可以应用分水岭分割算法，对单木进行全面的、自上而下的数据分析，以此来建立三维模型，同时也可以根据三维模型分析出单木的在水平层面与垂直层面的分布信息。表一则为无人机载激光雷达系统获取的数据信息。
（二）树高估测
无人机载激光雷达系统能够进行树高估测，这也是林业资源调查中的重要环节之一。在进行树高估测的过程中，系统中的数据处理软件会根据激光扫描仪获取的信息进行自动计算，从而得到树木的实际高度。同时，在实际进行树高估测的过程中，根据估测方式的不同，能够分为样地水平估测与单木水平估测两种，需要工作人员通过对实际情况进行选择。并且，在样地水平树高估测中，数据的采集也可以分为直接提取数据与间接提取数据两种。
图2 LiDAR360 冠层高度变量统计示意图
（三）叶面积指数
叶面积指数能够反映树木的冠层结构。在开展林木资源调查时，往往也需要对叶面积指数进行分析。无人机载激光雷达系统在对这一参数进行分析计算时，是基于LAI反演实现，通过对系统获取的数据信息与实测的LAI数据进行模型的设计，从而进一步完成叶面积指数的估测。同时，这一过程中所使用的数据信息即为物理数据，能够在一定程度上反映树木冠层分布。
图3 LiDAR360单木报告示意图
（四）郁闭度估计
郁闭度估计能够反映林木资源的采伐强度是否科学合理。一般情况下，林木的郁闭度指的是冠层的垂直投影与林地总面积之间的比值，林木郁闭度越大，则该林木的生长状态越为茂盛，但当林木郁闭度过高时，会影响林木资源的进一步发展。同时，林木郁闭度过低，也能够反映林木资源的获取过量，需要对林木资源进行相应的保护。而无人机载激光雷达系统在进行郁闭度估计时，主要是通过对非地面反射点进行分析来完成的。因此，在对林木郁闭度进行估计时，往往也要求对地面反射点进行分析，从而确保最终估计结果的准确性。
（五）林分密度估测
林分密度能够反映林木资源的总量，在对林分密度进行估测时，无人机载激光雷达系统主要是对采集到的树冠顶部数据进行估计，而能否科学准确的对树冠数据进行分割，则能够决定这一估测值是否准确。
三、林业资源调查中无人机载激光雷达系统的不足与前景
（一）无人机载激光雷达系统应用中的不足
当前，无人机载激光雷达系统在林业资源调查中已经形成了较为广泛的应用，但对其应用过程进行分析时，也能够明确发现该系统还存在部分不足之处。首先，为了提升系统的整体测量精度，需要不断增加测量样本，从而使得测量的效率受到了影响。其次，无人机载激光雷达系统并不是适用于小范围的林业资源调查。由于该系统的使用具有一定成本，同时也需要工作人员进行一定的辅助工作，如编写程序等，使得无人机载激光雷达系统的应用受到了限制。
（二）无人机载激光雷达系统的应用前景
无人机载激光雷达系统在林业资源调查中具有良好的应用前景。首先，无人机载激光雷达系统在林业资源调查上具备一定的优势，该系统能够实现对数据的全面采集与初步分析，同时能够根据地形情况进行三维建模，从而为林业资源调查提供准确的数据。此外，无人机载激光雷达系统也能够与多种技术进行结合，使得其功能更为复杂，能够充分地满足林业资源调查的需求。
总结
无人机载激光雷达系统的应用虽然还存在一些不足，但随着该技术的不断发展与完善，其在采集过程中能够获取更为详细且全面的数据，同时其构建的三维仿真模型的可靠性也会进一步提升，因此，无人机载激光雷达系统在林业资源调查中具备较为良好的应用前景。
参考文献:
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