2022
08/22
相关创新主体

创新背景

给树木称重是很难的——耗时、昂贵且具有破坏性,因此很少这样做,特别是在热带森林。那里的树木可以达到50米或以上,重量超过100吨。因此,目前对热带森林碳储量的所有估计都是基于非常非常少的已称重树木。

 

创新过程

这项新研究展示了如何有效地将由数百万个3D激光点组成的高精度激光测量转化为树木质量的估计。

研究人员将这些测量扩展到热带地区的森林。加州大学洛杉矶分校的团队从巴西考察回来,在那里研究人员在短短10天内收集了1000多棵树的激光扫描测量,作为了解干旱对亚马逊雨林影响的实验的一部分。

地面激光扫描,也称为地面激光雷达,使研究人员能够以比以前少得多的不确定性来测量生物量。目前的方法产生的结果可能相差37%。相比之下,激光雷达方法提供了超过90%的准确度,仍有改进的余地。现在可以更精确地“称重”树木,然后确定它们的生物量。当前的非精确测量方法因此,关于森林中碳存在的不确定性减少了。

研究人员已经在澳大利亚证明了这种方法的有效性。地面激光扫描是一种主动遥感技术,可以通过发送激光能量,然后分析反射能量来测量精确距离。这项工作中使用的仪器是位于树冠下方的激光扫描仪。此外,该方法还可以确定特定树枝的生物量,这是以前无法做到的。因此,可以精确地确定大风暴后生物量损失的数量。相反,目前的间接测量方法是基于树的高度和直径,因此如果树枝的损失不改变这些参数,则不会检测到变化。

该方法将在对全球碳储量可能比澳大利亚森林更重要的森林中进行测试,例如加蓬、秘鲁、印度尼西亚和圭亚那的热带森林。

 

创新价值

这可能是全球气候决策监测碳储量的一个重要进展,该研究旨在控制森林的破坏,从而保护树木对碳的吸收。

 

创新关键点

地面激光扫描是一种主动遥感技术,可以通过发送激光能量,然后分析反射能量来测量精确距离。

 

Accurately "weighing" trees with laser scanning

This new study demonstrates how to effectively transform high-precision laser measurements consisting of millions of 3D laser points into estimates of tree quality.
The researchers extended these measurements to forests in the tropics. The UCLA team returned from an investigation in Brazil, where researchers collected laser scanning measurements of more than 1000 trees in just 10 days as part of an experiment to understand the impact of drought on the Amazon rainforest.
Ground based laser scanning, also known as ground-based lidar, enables researchers to measure biomass with much less uncertainty than before. The results produced by the current method may differ by 37%. In contrast, the lidar method provides more than 90% accuracy, and there is still room for improvement. It is now possible to "weigh" trees more accurately and then determine their biomass. Current imprecise measurement methods therefore reduce uncertainty about the presence of carbon in forests.
Researchers have demonstrated the effectiveness of this approach in Australia. Ground laser scanning is an active remote sensing technology, which can measure the accurate distance by sending laser energy and then analyzing the reflected energy. The instrument used in this work is a laser scanner located under the tree crown. In addition, the method can also determine the biomass of specific branches, which was not possible before. Therefore, the amount of biomass loss after a large storm can be accurately determined. In contrast, the current indirect measurement method is based on the height and diameter of the tree, so if the loss of branches does not change these parameters, no change will be detected.
The method will be tested in forests where global carbon stocks are likely to be more important than Australian forests, such as tropical forests in Gabon, Peru, Indonesia and Guyana.

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