2.5使用超高頻雷達(dá)和離散回波激光雷達(dá)估算溫帶闊葉林和混交林的生物量 

本研究的目的是要確定使用哪種方法能更好的估計溫帶闊葉林的生物量估計，一種方法是單獨(dú)使用高頻雷達(dá)數(shù)據(jù)來確定，另一種是同時使用高頻雷達(dá)與小尺寸離散回波激光雷達(dá)來估計生物量。激光雷達(dá)的分布描述數(shù)據(jù)和平均歸一化雷達(dá)截面在每個觀測點(diǎn)被用來作為獨(dú)立變量處理。

研究的區(qū)域是在弗吉尼亞州阿波馬托克斯-白金漢國家森林。首先收集指定區(qū)域中的數(shù)據(jù)。 BioSAR數(shù)據(jù)是用一艘雙引擎飛機(jī)收集的，飛機(jī)上的雷達(dá)發(fā)出高頻率的波，通過收集反射回來的信號來確定探測物體的信息�？晒┓治龅募す饫走_(dá)數(shù)據(jù)是使用便攜式機(jī)載激光系統(tǒng)在符合BioSAR數(shù)據(jù)分析要求的13條飛行線路上收集的。激光雷達(dá)掃描數(shù)據(jù)收集時使用的是機(jī)載激光雷達(dá)測量儀3100系列的傳感器，要拍攝的數(shù)據(jù)包括四個測量值。裸露的地面?zhèn)骰氐臄?shù)據(jù)是基于一個專有的算法提供的。普通地面數(shù)據(jù)的獲取是采用空間分辨率為1米的普通克里格插值方法。最后采用以模型為基礎(chǔ)的度量計算戰(zhàn)略，這種方法適應(yīng)于直接用地面觀察到的生物量與模型比較來估算生物量。最后創(chuàng)建一個最佳子集的線性回歸方程作為遙感變量的函數(shù)。

結(jié)果表明，同時使用高頻雷達(dá)與小尺寸離散回波激光雷達(dá)來估計生物量在估算硬木林和混交林的生物量時使非常有效的。在很多林業(yè)研究中，激光雷達(dá)，無論是掃描或分析，其對生物量的估計比其他傳感器更加準(zhǔn)確，而且激光雷達(dá)已被證明是準(zhǔn)確估計樹冠高度，甚至老年，單特異性森林與頂部優(yōu)勢生長形式的有效工具。在林業(yè)研究中，甚高頻散射機(jī)制主要應(yīng)用于簡單的森林結(jié)構(gòu)，如輕輕傾斜針葉林，而較長波長激光雷達(dá)具有良好的穿透枝葉特性，這又增加了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

2.6利用激光雷達(dá)進(jìn)行氣象研究

激光雷達(dá)是一種非常重要的氣象儀器，它是基于電磁能量會從目標(biāo)反射回來的檢測原理。像雷達(dá)一樣，有關(guān)目標(biāo)的性質(zhì)、距離、角度等數(shù)據(jù)都可以通過光的散射給我們提供出來。其比雷達(dá)更為優(yōu)秀的是它不僅可以在微波區(qū)域進(jìn)行操作，而且可以在可見光、紅外光或更短的區(qū)域進(jìn)行操作。激光雷達(dá)是雷達(dá)在光學(xué)電磁頻譜上的一個延拓。由激光發(fā)射機(jī)生成一個短脈沖的能量再針對一個目標(biāo)發(fā)射出去。目標(biāo)輻射出的散射波由接收光學(xué)系統(tǒng)收集并且集中到一個敏感的探測器上，它將入射光的能量轉(zhuǎn)換成一個電信號，經(jīng)過放大信號處理后再進(jìn)行使用。

在斯坦福研究所開發(fā)的第一個比較原始的儀器設(shè)計清楚地表明了激光雷達(dá)的應(yīng)用，如通過雨水或底層的云的結(jié)構(gòu)探測云和霧層的位置，上升限度的高度。激光雷達(dá)回波可以清楚的從低海拔地區(qū)觀察到一個清晰的連續(xù)氣溶膠層，而這對于肉眼來說是不可見。 

SRI Mark III的激光雷達(dá)，對稀薄的卷云的檢測展示了一個更高的水平。它表明一個很高的峰值功率可以穿透云層，同時形成反射。利用這種現(xiàn)象在不同海波高度觀察時就可以證明幾個不同層的卷云的存在。 雖然用激光雷達(dá)性能優(yōu)越，除了優(yōu)化設(shè)計系統(tǒng)中的參數(shù)之外，許多技術(shù)被利用來改善的激光雷達(dá)系統(tǒng)的性能。例如激光器的冷卻就是所有激光器必須解決的問題。激光雷達(dá)脈沖重復(fù)頻率較低或泵浦閾值較低時可以采用空氣制冷，而以更大的激光脈沖能量時必須采用制冷系統(tǒng)來冷卻激光器。

2.7利用機(jī)載激光雷達(dá)描繪氣溶膠濃度的二維輪廓

三維激光雷達(dá)系統(tǒng)的改進(jìn)版本已經(jīng)發(fā)展的可以安裝在飛行器上并且具有實時的數(shù)據(jù)分析能力。該系統(tǒng)可以通過光波的反射來描繪在飛機(jī)上方和下方的氣溶膠的二維輪廓。激光雷達(dá)就是這個系統(tǒng)非常重要的一部分，用來描述氣溶膠的光學(xué)特性和時空變化性。