基于ICESat_GLAS完整波形的坡地森林冠层高度反演研究_以吉林长白山林区为

基于ICESat_GLAS完整波形的坡地森林冠层高度反演研究_以吉林长白山林区为 第 34 卷 第 6 期武 汉 大 学 学 报 〃 信 息 科 学 版Vol . 34 No . 6 Geo matics a nd Info r matio n Science of Wuha n U niver sit y J une 2009 2009 年 6 月 () 文章编号 :167128860 20090620696205 文献标志码 : A 基于 ICESa t2GL AS 完整波形的坡地 森林冠层高度反演研究 ———以吉林长白山林区为例 11邢艳秋 王立海 ( )1 东北林业大学森林作业与环境研究中心 ,哈尔滨市和兴路 26 号 ,150040 摘 要 :为了评价大光斑激光雷达在坡地反演森林冠层高度的能力 ,以长白山汪清林区为例 ,利用冰 、云和陆 ( ) ( ) 地高程卫星 IC ESat上搭载的地学激光测高系统 GL A S提供的完整波形数据 ,在不同地形坡度范围内 ,以 激光波形长度和地形指数为变量建立森林冠层高度反演模型 。研究结果显示 ,在 0,5?坡度范围所建立的模 型能够解释 90 %的冠层高度 ,随着坡度范围的扩大 ,相对应的模型反演精度显著下降 。总体来讲 ,在地形坡 度不大于 15?的地区 , GL A S 波形能够比较合理地反演森林冠层高度 ,具有很大的应用潜力 。 关键词 :激光雷达 ; IC ESat2GL A S ;完整波形 ;坡地 ;森林冠层高度反演 中图法分类号 : P237 . 9 ( 传统上 ,森林冠层高度主要是通过实地调查上的地学激光测高系统 geo scie nce la ser alti me2 ) t e r syst e m , GL A S提供的完整波形数据 ,检验不 获取 ,该不仅成本高 ,且费时费力 ,难以在短 时间内获取大区域尺度的数据 。近年来 ,被动光 同地形坡度对基于大光斑 L iDA R 反演森林冠层 学遥感和主动雷达技术的迅速发展及其成本低 、 高度的影响 , 探测大光斑 L iDA R 在山区 反 演森 林冠层高度的潜力 。速度快和覆盖面广等优点 ,使其在森林分类等方 [ 1 ] 面获得广泛的应用,但在反演森林冠层高度上 却存在着很大的局限性 。作为一种主动式遥感技 1 研究区域及数据收集 () 术手段 ,激光雷达 L iDA R系统在反演森林冠层 [ 2 ,3 ] 1 . 1 研究区域 高度方面具有很大的优势及潜力。相对小光 斑 L iDA R 系统而言 ,大光斑 L iDA R 系统的光斑 本文选择处于寒温带森林生态系统的吉林省 覆盖面积大 ,激光回波不仅能够反射森林冠层信 汪清林业局经营区为研究区 。该林区位于长白山 ( 系的中低 山 区 43?05′N , 43?40′N , 129?56′E , 息 ,而且能够到达地面并反射地面信息 ,更适合于 [ 4 ] 2 ) 森林冠层高度的反演,并已经在全球的许多区 131?04′E,总面积 30 . 4 万 h m。地面高程为 360 [ 5 ] 域成功地用于森林冠层高度的反演,但大多数 ,1 477 m ,坡度变化范围为 0,45?。该区域植物 [ 6 ] 研究仍局限于相对平坦的林地。对于那些地形 种类繁多 ,结构复杂 。深山区林相以针阔混交林 起伏较大的区域 ,激光光斑内的森林冠层信息和 为主 ,呈带状分布在海拔 500,1 100 m 之间 。针地面反射信息混杂在一起 , 使 L iDA R 波 形解 译 叶树主要有红松 、云杉和臭松 ,阔叶树多为椴树 、 [ 7 ] 蒙古栎 、枫 桦 、色 木 槭 和 白 桦 等 , 平 均 树 高 为 26 变得十分困难,限制了森林冠层信息的精确提 ( 取 。本文利用搭载在冰 、云和陆地高程卫星 t he m 。主要土壤类型为暗棕色森林土 ,其间穿插有 )ice , clo ud , a nd la nd elevatio n sat ellit e , IC ESat 少量的沼泽土和草甸土 。 收稿日期 :2009204218 。 ( ) ( ) 项目来源 :国家自然科学基金资助项目 40871192; 国家“十一五”科技支撑课资助项目 2006BAD03 A08205; 黑龙江省科技计划 ( ) 资助项目 GZ07 C401。 [ 8 ] 。 顶层回波和地面回波之间的距离来计算1 . 2 ICESat2GL AS 数据 IC ESat2GL A S 是第一个也是目前惟一的 极 1 . 4 数字高程模型 () 地轨 道 大 光 斑 激 光 雷 达 设 备 , 飞 行 高 度 为 600 研究使用的数字高程模型 D EM为国家 1 ?k m ,用于全球地面的连续观测 。GL A S 脉冲激光 5 万基础地理信息数字产品 , 采样间隔为 20 m 。 器每秒发射 40 个激光脉冲 ,脉冲宽度为 4 n s ,每 该数据用于实现 : ?计算 GL A S 激光光斑所处地 个激光脉冲在地面上覆盖的光斑直径大约为 70 ( 理位臵的地形坡度 ; ? 基于 3 ×3 或 5 ×5 和 7 ×m ,相邻光斑间距为 170 m 。卫星上的一 个直 径 ) 7窗口 ,计算 GL A S 激光光斑所处地理位臵的地 为 1 m 的望远镜接收从地面返回的脉冲 ,并引导 面高程变化范围 ,用以描述地形变化程度 ,即地形 到一个模拟探测器 ,然后由采样器进行数字化 ,并 指数 。 记录回波 。这些数字化的回波就是激光波形 ,从 1 . 5 地面数据采集 波形上可以判定激光发射和回波接收的时间 ,进 通过对从 D EM 派生的地形坡度图和 GL A S 而获取相应地面激光光斑内的地物信息 。 激光光斑分布图叠加分析发现 ,在研究区域内 ,只 IC ESat 地面轨道回归周期为 183 d , 在赤道 有极少的 GL A S 激光光斑分布在超过 30?的坡地 附近 ,相邻轨道间距为 15 k m ,而在纬度 80?处 ,间 上 。为了评价 IC ESat2GL A S 在不同坡度上反演 距则为 2 . 5 k m 。IC ESat2GL A S 共 提 供 15 个 数 森林冠层高度的能力 , 本文 将 坡度 不超 过 30?的 据产品 ,即 GL A01 、GL A02 、 、GL A15 。由全球 区域 分 为 6 组 : 0 , 5?、5?, 10?、10?, 15?、15?,测高数 据 产 品 GL A01 记 录 的 IC ESat2GL A S 完 20?、20?,25?和 25?,30?,用以进行地面样地选取 整波形数据反映了对应地面激光光斑内的地物信 及数据分析 。采用分层随机采样法 ,针对 3 种森 息 ,用于森林冠层高度的反演 ;与波形数据相应的 林类型 ,即针叶林 、针阔混交林和阔叶林 ,在每一地面光斑的地理位臵和高程数据由高程数据产品 坡度组中随机选取 GL A S 激光光斑作为地面数 GL A14 记录 。 据调 查 样 地 , 共 选 取 了 171 个 样 地 , 并 分 别 在 研究使用的 GL A01 和 GL A14 数据 从美 国2006 年 9 月 和 2007 年 9 月 进 行 了 地 面 数 据 调 ( 国家冰雪数据中心 ht tp :/ / n si dc . o r g/ dat a/ ice2查 。在样地调查过程中 ,用 GPS 对已选定的激光 ) sat / 下载 ,数据采集时间为 2003 年 2 月 21 日至 光斑采样 点 进行 定位 。依 据森 林调 查的 统 计原 2006 年 10 月 27 日 ,共 3 512 组有效数据 。理 ,为有效地对样地光斑内的林木进行调查 ,以光 2 1 . 3 ICESat2GL AS 完整波形反演森林冠层高度 斑中心点为圆心建立水平投影面积为 500 m的 的原理 圆形样地 ,测量并记录样地内最高冠层的高度 ,并 LiDA R 通过测量光脉冲从发射到返回接收 描述植被及地表覆盖情况 。 系统的时间 ,进而计算接收系统与目标地物之间 的距离 ,即 2 数据处理与分析 ΔΔ( )1 h = c ×t/ 2 Δ( ) 式中 ,t 为光脉冲的往返时间 s; c 为光在空气 2 . 1 ICESat2GL AS 波形处理 5 ( Δ) 中的传播速度 3 ×10k m/ s;h 为接收系统与 利用 N SIDC 开发的 IDL _ Rea der 将 GL A01 和 GL A14 二进制格式的原始数据转换为 A SC ? ( ) 目标地物之间的距离 k m。 数据格式 ,再将由数字 0,255 表示的波形数据转 GL A S 完整波形记录了入射激光束截获的地 换为由电压单位伏特表示的数据 ,以便后续的分 表垂直分布信息 。在森林覆盖的激光光斑内 ,一 析 。为了有效地比较不同时期获取的波形数据 , 部分入射激光信号在森林的最高冠层被反射回接 对其进行化 , 也就是用回波总能量 V 除每T 收系统 ,形成激光波形的第一个有效回波点 ,即波 544 形与有效能量临界值的交点 ,称为第一回波或顶 ( ) 一时刻的接收能量 V , 即 V i= V / V , V = ?i N i T T 层回波 ;还有一部分入射激光信号穿透冠层到达 = 1 i V 。这意味着任何标准化后的波形下对应的面积i 地面 ,形成激光波形的最后一个大振幅回波峰点 , 都为 1 。称为最后回波或地面回波 ; 而顶层回波和地面回 为了抑制背景噪声对激光波形的影响 ,并帮 波之间的回波信号则能够反映森林的垂直分布情 助确定如波峰位臵 、波形振幅等的初始估计 , 况 。本文定义的森林冠层高度为激光光斑范围内 森林的最高冠层高度 ,在平坦区域 ,可以通过顶层 需要对标准化的波形进行平滑处理 。GL A S 激光 器发射的为高斯脉冲信号 ,由此可以假设接收的 回波和地面回波之间的时间差与光速的乘积 ,即 698 武 汉 大 学 学 报 〃信 息 科 学 版2009 年 6 月 形指数 ; b和 b是分别应用于波形长度和地形指激光回波也是由高斯分量构成的 ,所以本文利用0 1 高斯平滑滤波器来实现激光波形平滑滤波 。滤波 数的系数 。地形指数的提取是基于 1 ?5 万 D EM权重可以通过观察波形位臵相对高斯波形的高度 数据在 A rc GIS 平台上实现的 : 计算以激光光斑 得到 , 而高斯脉冲的宽度由高斯分布参数 si gma 中心点所处像元为核心的矩形 3 ×3 窗口内最大 决定 。然而 ,当用高斯滤波器进行波形平滑时 ,往 高程和最小高程之差 ,并将这个差值赋给 3 ×3 窗 ( 往通 过 脉 冲 半 峰 全 宽 f ull wi dt h at half ma xi2 口的核心像元 ,即为该像元所对应的地形指数 g 。 ) mu m , F W H M来描述高斯脉冲的宽度 。F W H M (L2 模型参数 b和 b利用 L eve n ber g2Ma r qua r dt 0 1 [ 9 ] () 通过式 2的形式与 si gma 关联:) M算法进行求解 ,两者因地形变化而异 。 ()( )F W H M = si gma 3 sqr t 8l g2 2 本文取 F W H M 的值为 3 用于波形平滑 。激 3 结果与讨论 光波形平滑滤波后 ,需要估计平滑后波形的波峰 位臵及振幅宽度 。本文利用 5 n s 宽窗口的移动 基于获取的 3 512 个激光光斑的 GL A14 数 来确定波峰的位臵 。窗口以 1 n s 为间隔从波形 据 ,分析 GL A S 高程与 D EM 高程的关系 ,发现两 的起始位臵移动到终点 ,如果窗口中心位臵的波 ( ) 者之间的相关系数为 0 . 99 RM S E = 0 . 016 m。 [ 12 ] [ 13 ] 形点值大于窗口中其他 4 个位臵的值 ,同时 ,中心 根据 Ca ra bajal 等以及 Sun 等的描述 ,这个 左右的点也大于窗口外左右的两个点 ,则认为这 结果证明 IC ESat2GL A S 记录的光斑地理位臵误 个中心位臵就是波峰 。相应地 ,通过这个波峰位 差很小 ,可以忽略不计 。 臵可以计算波形的振幅 。本文定义相邻波峰之间 图 1 举例描述了 L iDA R 波形的拟合结果 ,实 的距离最小为 5 n s ,波形的宽度或者 F W H M 则 线部分是高斯分解波形 。其中 ,最左边的高斯分 在两个相邻波峰之间距离的 1/ 2 位臵上 。这样 , 量是 GL A S 波形的第一个回波 ,记录了激光光斑 激光波形就被分解为几个高斯分量 。最后 ,将这 内首先反射的地物特征 。在林地内 ,这些特征绝 些高斯分量拟合为平滑的波形曲线 ,拟合基于式 大部分来自树冠 。最右边的高斯分量是最后的地 () 3进行 : 面回波 ,记录了激光光斑内的地表特征 。2N ( ) t - t pm - 图 2 反映了全部 171 个地面调查点所对应的2 2σ( ) ( ) ( ) w t= W t, W tm( )= A e m m 3 m ? m - 1 IC ESat 波形长度与实测冠层高度之间的相关性 。 ( ) ( ) 式中 , w t为拟合波形在时刻 t 的振幅 ; W m t为() 为评价模型 4在不同地形坡度范围内的表现能 第 m 个高斯分量在时刻 t 的贡献量 ; N 为拟合 p 力 ,将这 171 组数据进行不同的组合 ,分别对应 0波形中高斯分量的数目 ; A 为第 m 个高斯分量 m ,5?、0,10?、0,15?、0,20?、0,25?和 0,30?等 6 σ的振幅 ; t为第 m 个高斯分量振幅的位臵 ;为m m 个累计坡度组 。再将每一组合的数据分成两组 , 第 m 个高斯分量振幅的标准方差 。本文利用最分别用于模型校准 和检 验 来确 定模 型的 预 测能 σ小二乘法确定 A 、t以及, 这种方法可以最小 m m m 力 。本文使用累计坡度组进行模型回归的目的是 化拟合波形与实际波形之间的差异 。 为了方便选择适宜在整个研究区范围内应用的模 2 . 2 ICESat2GL AS 波形长度提取型 ,并使模型的评价结果能够与其他研究成果进 基于标准化的平滑 IC ESat2GL A S 波形提取 行比较 。 波形长度 ,用于估测森林冠层高度 。波形长度是 表 1 列出了 6 个累计坡度组内模型回归的结指在第一有效回波与地面回波之间的垂直距离 。 有效回波的临界值由背景噪声峰值与 4 倍的标准 [ 10 ] 方差之和确定。在理想的平坦地形条件下 ,波 形长度即为森林冠层高度 。但在坡地上 ,由于地 形坡度的影响 ,波形在一定程度上被展宽 ,通常其 长度会大于实际森林冠层高度 。 2 . 3 森林冠层高度估测模型回归 图 1 ICESat2GL AS 图 2 波形长度与实测 考 虑 不 同 的 地 形 坡 度 范 围 , 本 文 采 用 式 波形拟合结果 冠层高度的相关性[ 11 ] () 4进行森林冠层高度的反演 :Fig. 1 Result of Fig. 2 Correlation Between ( )ICESat2 GL AS Wav2 Wavefo rm Extent and Obser2 ( )H = bw - bg4 0 1 eform Fitting ved Maximum Canop y Height 式中 , H 是森林冠层高度 ; w 是波形长度 ; g 是地 ( ) 果 p < 0 . 05。在 0,5?坡度组 ,回归模型能够解 层高度与估计冠层高度之间的相关系数来进行评 [ 5 ] 释 90 %的冠层高度变化 ,这一结果优于 Sun 等价 。图 3 显示了用独立数据进行模型检验的结 ( ) 的研究结果 。在 0,10?和 0,15?坡度组 ,回归模 果 。图中 ,横轴表示实测冠层高度 m,纵轴表示 [ 14 ] ( ) 型的结果与 L ef sky 等的研究结果相符 。随着 L iDA R 预测冠层高度 m。随 着地 形坡 度 范围 地形坡度的进一步增大 ,模型对变量的解释能力 的增大 ,模型精度检验结果表现出了与校准结果 显著下降 。 相同的下降趋势 。在 0 , 5?、0 , 10?、0 , 15?、0 , 20?、0,25?和 0 , 30?坡度组 , 模型检验精度分别表 1 不同累计坡度组的模型拟合结果 为 95 % 、85 % 、74 % 、71 % 、65 %和 62 % 。Ta b. 1 Mo del Fit ting Re sult s in Ter ms of Cumulative 从图 3 中还发现 ,由于 GL A S 波形在坡地上 Slop e Catego rie s 被展宽 , 导致某些样地内 L iDA R 预估的 森 林冠 RMS E 累计坡 样本 2 b?SE b?S E 0 1 R / m 度组 数 n 层高度高 于 实 测 值 ; 同 时 , 对 其 他 一 些 样 地 , L i2 19 0 . 90 2 . 87 0,5? 0 . 957 ?0 . 102 ?0 . 504 0 . 131 DA R 预估的森林冠层高度低于实测值 。结合 L i2 57 0 . 63 4 . 63 0,10?0 . 794 ?0 . 05- 0 . 412 ?0 . 279 DA R 数据分析发现 , 这些 样地 对 应的 GL A S 激 85 0 . 51 4 . 75 0,15?0 . 797 ?0 . 026- 0 . 460 ?0 . 147 98 0 . 36 5 . 20 0,20?0 . 716 ?0 . 052- 0 . 392 ?0 . 202光数据大部分是在 2003 年和 2004 年获取的 ,与 0 . 19 5 . 69 0 . 772 ?0 . 051- 0 . 032 ?0 . 1470,25? 112 2006 年和 2007 年的野外调查相隔 2 , 4 a , 这期 0,30? 120 0 . 818 ?0 . 050 0 . 162 ?0 . 112 0 . 09 5 . 97 间树木的增长量可能导致了 L iDA R 估测值与实 在研究 区内 , 72 %左 右 的林 地分 布 在 15?以 测值之间的误差 。另外 ,季节的差异也可能是误 [ 14 ] 内的坡地上,可以认为 ,在 0,15?坡度范围内 差的来源之一 。两次野外调查都是在树木未落叶 建立的回归模型能最充分地反映 L ef sky 模型在 季节进行的 ,而部分激光光斑是在落叶季节获取 本研究区的表现情况 , 因此 , 本文只对 0 , 15?坡 的 ,其中落叶树反射的第一回波来自无叶片的树 度组的回归模型进行精度检验 ,即评价该模型在 冠 ,这样也可能造成 L iDA R 估测与实测 森 林冠 各 累计坡度组对冠层高度的预测精度 ,用实测冠 层高的误差 ,进而影响回归模型的精度 。 图 3 不同地形坡度组实测冠层高度与 L iDA R 预测冠层高度的相关性 Fig. 3 Co r relatio n Bet ween O bserved a nd Predicted Ma ximum Ca nop y Height in Diff erent Ter rain Slop e Catego rie s 改善 IC ESat2GL A S 波 形 数 据 处 理 的 方 法 , 尽 可 4 结语能剔除噪声 ,增强有用信息 ;更全面地考虑地形的 影响因素 ,改善估测模型 ,削弱地形的影响 。 本 文 以 吉 林 长 白 山 林 区 为 例 , 对 IC ESat2 参 考 文 献 GL A S 完整波形数据在坡地森林冠层高度反演的 应用进行了研究 , 主要研究 结果 如下 : ? 在 0 , [ 1 ] Wagner W , L uckma n A , Viet meier J , et al . L ar ge2 15?地形 坡度 范 围内 , IC ESat2GL A S 完整 波形 数scale Mappi ng of Bo real Fo rest in SIB ER IA U sing 据能 够 合 理 地 反 演 森 林 冠 层 高 度 , 解 释 能 力 在ERS Ta ndem Co herence a nd J ERS Back scat ter Data 51 %,90 %之间 。在相对平坦的地区 ,大光斑 L i2[ J ] . Remo t e Sensing of Enviro nment , 2003 , 85 DA R 系统在反演森林冠层高度方面具有很大的 () 2: 1252144 应用潜力 。 ?当坡度范围超过 15?时 ,地形对 IC2 [ 2 ] St reut ker D R , Glenn N F. L iDA R Mea surement of ESat2GL A S 波形的影响很大 ,模型对变量的解释Sagebr ush Steppe Vegetatio n Height s [ J ] . Remo te 能力显著下降 。() Sensing of Enviro nment , 2006 , 102 1/ 2: 1352145 为提高 IC ESat2GL A S 数据反演森林冠层高 [ 3 ] 刘经南 ,张小红 . 激光扫描测高技术的发展与现状 ( ) 度的精度 ,特别是在地形起伏比较大的区域 ,建议 [J ] . 武汉大学学报 〃信息科 学版 , 2003 , 28 2 : 700 武 汉 大 学 学 报 〃信 息 科 学 版2009 年 6 月 1322137 3D Remo te Sensing in Fo re st r y , Vienna , A ust ria , Dubayah R O , Drake J B . L iDA R Remo te Sensing [ 4 ] 2006 fo r Fo re st r y [ J ] . J o ur nal of Fo rest r y , 2000 , 98 2 [ 10 ] B renner A , Zwally H J , Bentley C R , et al . Deriva () 6: 44246 tio n of Range a nd Ra nge Di st ributio ns f ro m L a ser Sun G , Ra nso n K J , Ma sek J , et al . Predicting Pul se Wavefo r m A nalysi s fo r Surf ace Elevatio n , [ 5 ] Ro ughne ss , Slope , and Veget atio n Height s [ OL ] . Tree Height a nd Bio ma ss f ro m GL A S Data [ C ] . ht tp :/ / www . Csr . utexa s Edu/ Gla s , 2003 The 10t h Inter natio nal Sympo si um o n Physical Mea surement s a nd Signat ure s i n Remo te Sensing , [ 11 ] L ef sky M A , Ha r ding D J , Keller M , et al . Esti2 mate s of Fo re st Ca nop y Height a nd A bo vegro und Davo s , Switzerland , 2007 2 Lef sky M A , Hudak A T , Co hen W B , et al. GeoBio ma ss U si ng IC ESat [ J ] . Geop hysical Re sea rch [ 6 ] L et t er s , 2005 , 32 : L 22 S02 grap hic Variabilit y in LiDAR Predictions of Fo rest Stands Sruct ure in t he Pacific Nort hwest [ J ] . Remote [ 12 ] Cara bajal C C , Ha r ding D J . IC ESat Validatio n of () Sensing of Enviro nment , 2005 , 95 4: 5322548 SR TM C2ba nd Digital Elevatio n Mo del s [ J ] . Geo2 Har ding D J , Ca ra bajal C C. IC ESat Wavefo r m p hysical Re sea rch L et ter s , 2005 , 32 : L 22 S01 [ 7 ] Mea surement s of Wit hin2foo tp rint Topo grap hic Re2 [ 13 ] Sun G , Ra nso n K J , Kime s D S , et al . Fo rest Ver2 tical St r uct ure f ro m GL A S : A n Eval uatio n U sing lief and Vegetatio n Vertical St r uct ure [J ] . Geop hys2 L V IS a nd SR TM Dat a [ J ] . Remo t e Sensing of En2 ical Re sea rch L et ter s , 2005 , 32 : L 21 S10 () H uda k A T , L ef sky M A , Co hen W B , et al . Inte2 viro nment , 2008 , 112 1: 1072117 [ 8 ] + gratio n of L iDA R a nd L a ndsat E TM Data fo r Esti2 [ 14 ] 邢艳秋 . 基于 RS 和 GIS 东北天然林区域森林生物 mating a nd Mapping Fo re st Canop y Height [J ] . Re2 量及碳贮量估测研究 [ D ] . 哈尔滨 : 东北林业大学 , () mo te Sensing of Enviro nment , 2002 , 82 2/ 3: 3972 2005 416 [ 9 ] Duo ng H , Pf eif er N ,L indenber gh R. A nalysi s of 第一作者简介 : 邢艳秋 , 副教授 。主要从事 GIS 、RS 和林业定量 估测研究 。Rep eated IC ESat Full Wavefo r m Data : Met ho dolo gy E2mail : ya nqi uxi ng @nef u . edu . cn a nd L eaf2o n/ leaf2off Co mpa ri so n [ C ] . Wo r k shop o n ICESat2GLAS Full Wavef orm2based Study on Forest Canopy Height Retrieval in Sl oped Area —A Ca se Study of Forests in Changba i Mounta ins , Jil in 11X I N G Y a nqi u W A N G L i h ai ( )1 Cent er fo r Fo re st Op eratio n s a nd Envi ro n ment , No rt hea st Fo re st r y U niver sit y , 26 Hexi ng Road , Har bi n 150040 , Chi na Abstract : To t e st a nd eval uat e t he cap a bilitie s of t he la r ge2foo tp ri nt L iDA R fo r e sti mati ng ca nop y hei ght i n slop e d a rea s , t he f ull wavefo r m dat a of t he geo scie nce la ser alti met e r sy st e m ( ) ( ) GL A So nboa r d t he ice , clo ud , a nd la nd elevatio n sat ellit e IC ESat we re u sed to ret rieve fo re st ca nop y hei ght s i n Wa ngqi ng of Cha ngbai mo unt ai n s. The fo re st ca nop y hei ght wa s re2 gre sse d a s a f unctio n of wa vefo r m e xt e nt a nd t er rai n i nde x i n t er m s of t e r rai n slop e ra nge s. The re sult s sho w t hat fi nal re gre ssio n mo del fo r slop e cat e go r y of 0 to 5?co ul d e xp lai n 90 % va ria nce of fo re st ca nop y hei ght s. Wit h t he i ncrea si ng of slop e cat ego rie s , t he mo del p e r2 fo r ma nce si gnifica nt l y decli ne s. Ge ne rall y , fo r t he fo re st ca nop y hei ght i n t he a rea wit h t e r2 rai n slop e no t la r ge r t ha n 15?, t he GL A S wa vefo r m dat a p ro vi de s rea so na ble p re dictio n a nd ha s great po t e ntial fo r app licatio n s. B ut it s cap a bilitie s i n t he a rea s wit h t er rai n slop e la r ge r t ha n 15?need s to be f ur t he r i nve stigat e d. Key words : LiDA R ; ICESat2GL A S ; f ull waveform ; sloped area ; fo rest canop y heigh ret rieval About the f irst a uthor : XING Yanqiu , a sso ciat e p rof e sso r , major s in GIS , remot e sensing and quantitive re se arch on fo re stry. E2mail : yanqiuxing @nefu. e du. cn