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森林冠层高度和生物量对研究森林碳循环及全球气候变化问题有重大意义。星载激光雷达GLAS(Geoscience Laser Altimeter System,GLAS)波形数据可以精确记录光斑内所有探测目标的垂直结构信息,但激光点分布离散且密度极低导致该数据应用潜力没有充分发挥。多角度成像光谱仪MISR(Multi-angle Imaging Spectrometer, MISR)是目前唯一可提供地面覆盖多角度、连续、空间分辨率较高的星载传感器,可以通过双向反射率因子(BRF)反演植被结构信息。因此,结合GLAS和MISR数据为中国全境森林冠层高度和生物量制图提供了可能。本论文的具体研究内容如下: (1)获取同时期(2008年2月)的GLAS与MISR数据,并分别进行数据处理。利用小波分析方法对GLAS回波数据进行波形分解,得到波形长度、波形前后缘长度和波形半能量高等波形特征参数;选择合适的MISR数据并计算MISR BRF参数。 (2)利用ASTER GDEM数据计算地形特征参数(地形指数和地形标准差),并结合野外地面实测数据和波形特征参数建立基于GLAS点上的树高估算模型,以减少地形因素的影响。 (3)利用GLC2000植被分类数据将中国地区森林植被类型合并为阔叶林、针叶林和混交林三类,分森林类型建立基于GLAS和MISR数据的连续森林冠层高度模型,并对中国地区森林冠层高度和生物量分布进行制图。 (4)反演结果验证。利用云南和东北地区的地面实测树高数据以及内蒙古根河地区的机载激光雷达数据进行森林冠层高度反演结果的精度验证;利用云南地区实测生物量数据进行生物量结果的精度验证。 本文提出的方法能够从星载激光雷达数据和多角度光学数据中反演精度较高的连续森林冠层高度和生物量数据,该结果不仅直观地反映中国森林高度和生物量的空间分布状况,而且可用来估算森林碳储量,为森林碳循环研究提供更为精确的科学数据。