活立木叶面是它与外界环境发生相互作用的主要场所,与其相关的叶面积指数测量对研究植物的生长、光合和呼吸作用、以及研究植被碳化量都有着重要意义。但是,传统的叶面积指数测定方法消耗非常多的人力和时间,而且测量时大多会对目标对象产生不可恢复的破坏性。为了更加快捷,方便,无损的测量测定活立木的叶面积指数,本研究采用激光扫描仪采集稠密植物的点云数据,利用图像处理的方法得到有效的叶面积指数,本次实验选择了单株和林分冠层的两个方面来研究。(1)单株叶面积指数计算:为了准确获得叶面积指数,该部分提出了一种基于投影算法和测地线活动轮廓模型的计算方法。首先对地面激光扫描仪(Terrestrial Laser Scanning,TLS)获取的树木点云数据通经一定比例缩放在一个球的上表面,再通过球极平面投影和Lambert方位角等面积投影将上球面图像投射到平面上,借助地理学上纬度线的概念来表征不同高度叶子的天顶角,通过统计学方法获取叶倾角,然后用测地线活动轮廓模型对投影后的图像进行叶面部分分割,获取孔隙率。根据Beer-Lambert定律即可计算有效叶面积指数(LAIe);真实叶面积指数(LAIa)的获取则通过有效地分层处理,解决叶子的重叠问题。(2)林分冠层的叶面积指数计算:为了准确获得冠层的叶面积指数,该部分提出了一种基于鱼目摄像和地面激光雷达获取半球图像的计算方法。对鱼目摄像机拍摄的图片借助地理学上纬度线的概念来表征不同高度叶子的天顶角,通过统计学方法获取叶倾角,分析半球图像以获取孔隙率。根据Beer-Lambert定律即可计算有效叶面积指数(LAIe);真实叶面积指数(LAIa)的获取则通过冠层的丛生系数来解决。激光扫描仪获取的冠层点云数据则经一定比例缩放在一个球的上表面,再通过球极平面投影和Lambert方位角等面积投影将上球面图像投射到平面上,以获取类似半球图像。(3)论文最后,将得到数据与实测真实叶面积指数进行比较,证明该方法的准确性、可行性。