图1 数据裁剪原理示意图

图2 CAF-LiCHy中国塞罕坝机械林场采集的机载激光雷达点云

图3 坐标范围和树冠边缘感知裁剪结果对比

机载激光雷达通过生成海量点云，精确刻画大范围森林三维环境。受限于内存和计算效率，通常需将大面积的点云数据裁剪为小块进行处理和参数提取。现有裁剪方法多基于坐标或时间规则切割，切割线附近往往出现被割裂的部分树冠。研究表明，被割裂的树冠比例可能超过10%，这些单木参数提取精度受到显著影响。

针对上述问题，资源所激光雷达遥感团队提出了一种树冠边缘感知的点云裁剪算法。该算法通过数学形态学运算量化树冠边缘的可能性，在树冠边缘处计算生成切割线（图1）。利用CAF-LiCHy机载观测系统在塞罕坝机械林场采集的激光雷达点云数据进行测试（图2），结果表明该算法显著提高了切割线附近树冠的完整性，平均割裂树冠比例降低73.29%（图3）。

该算法已成功应用于大范围数据处理，裁剪了河北木兰林管局查字营林区5000公顷的机载激光雷达点云数据，用于该林场从单木到样地尺度的高精度森林地上生物量制图。

该项研究成果于近期发表于《International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation》（JAG），该期刊是遥感领域顶级期刊之一，影响因子7.6。激光雷达团队蔡尚书博士为第一作者，团队首席专家庞勇研究员为通讯作者。本项研究得到国家自然科学基金（42301510）和国家重点研发计划（2023YFE0105100-3）等项目的联合资助。