全文总字数：6428字

1. 研究目的与意义及国内外研究现状

树冠是树木光合作用的主要场所，是树木的重要组成部分，对树冠的信息提取，可以很好地用来监测树木的长势，预防树木病虫害情况，预测树木的生物量、小班蓄积量等。长期以来的森林资源调查方法是随机抽取样地，采用数学统计方法估计森林参数，而遥感手段可以减少外业样地取样的工作量，而且获取信息更快、更高效。树冠是构建林分模型的重要因子。例如可以通过树冠的宽度预测林分密度、估计林木竞争关系等。论文开发的模块将水文分析和区域生长算法结合，将会有效解决提取紧密度高的林分精度较低的问题，为树冠的自动化提取提供极大的便利。

国内外研究现状

单木树冠自动或半自动提取研究始于20世纪90年代中期。目前，对于单木树冠自动提取，国外学者已经作出了很多研究，对于某些特定的林分，已有了成型的算法并获得了较高的精度。采取的方法主要有局部最大值法、模板匹配法、谷地跟踪法、区域增长法、分水岭分割法、局部射线法等。国内有关这方面的研究才刚刚起步，缺乏系统的基础性研究，自动化程度很低。主要使用面向对象法、多尺度分割法、局部射线法等。国内外主要方法综述如下：

目前单木树冠提取主要采用目视解译法、面向对象技术、自顶向下法、自底向上法、模板匹配法、等等。其中自顶向下法先根据树冠的光谱反射率最大点确定树冠的中心位置，再根据树冠的中心点找出树冠的边界，包括局部最大值法、种子区域增长法、分水岭分割法、局部射线法等；自底向上法直接从树冠边界入手，描绘出树冠的轮廓，有谷地跟踪法等。

2. 研究的基本内容

本研究主要基于ArcEngine进行二次开发，开发出包含树冠提取以及精度评价的Arcmap Add-In定制组件。第一步是树冠提取：首先对遥感影像进行图像预处理包括图像平滑和图像反转，然后根据反转后的图像开发水文分析模块的相关功能提取出图像的洼地即树冠的顶点。随后根据树冠的光谱值特征以及洼地之间的距离剔除无用的树顶，得到准确的树顶信息。最后根据像元之间的差值进行树冠描绘，在达到用户指定的阈值后停止区域生长。第二步进行精度评价，将提取结果与参考面数据进行叠置分析，分别计算出树冠探测和树冠描绘的精度。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

实行方案：

本研究基于arcengine对arcgis desktop 进行二次开发，采用水文分析中的洼地提取方法完成对单木树冠的探测，再使用区域增长法完成对单木树冠的描绘，最终进行精度评价。

数据来源：荔枝林遥感影像数据

4. 参考文献

[1] 刘晓双，黄建文，鞠洪波.高空间分辨率遥感的单木树冠自动提取方法与应用[j]. 浙江林学院学报，2010，27（1）：126-133

[2] 郭孝玉.长白落叶松人工林树冠结构及生长模型研究[d].北京：北京林业大学，--2013：1-2

[3] chen j m，cihlar j. a hotspot function in a simple bi-diirectional reflectance model for satellite applications[j]. journal of geophysical research，1997，102：25907-25913