Handheld lidar as a tool for characterizing wood‐rich river corridors
Handheld lidar as a tool for characterizing wood‐rich river corridors
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手持式激光雷达作为表征木材丰富的河流走廊的工具
DOI：
10.1002/rra.4239
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发表时间：
2024
影响因子：
2.2
通讯作者：
Wohl, Ellen
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Marshall, Anna;Morrison, Ryan R.;Jones, Brady;Triantafillou, Shayla;Wohl, Ellen
木材蓄积影响河流廊道内的地貌、水力和生态功能，但表征这些蓄积在一系列实地和遥感方法中提出了挑战。我们评估了手持式激光雷达扫描仪的能力，特别是第四代iPad Pro的激光雷达扫描功能，以收集三维木材堆积数据，这些数据可用于测量木材体积、孔隙度、复杂度和粗糙度。我们讨论了这种新方法的潜力和局限性，河流的研究和管理。我们发现，手持式激光雷达为数据处理工作流程提供了一种具有成本效益的输入，木材堆积尺寸的现场测量无法轻松复制，包括（1）用户友好的数据收集和可视化方法;（2）随着时间的推移准确比较木材体积;（3）集成到工作流程中以测量孔隙度参数;（4）在通知水力和形态动力学模型方面的潜在用途。考虑研究区域的限制和扫描的预期用途是使用手持式激光雷达作为有效工具的先决条件。我们确定了在木材丰富的河流走廊中使用手持式激光雷达扫描仪的一些具体限制，包括（1）当木材在水下或被茂密植被包围时，扫描仪的性能很差;（2）扫描仪需要在距离不到5米的地方物理访问感兴趣的区域;（3）扫描需要手动地理参考;以及（4）扫描需要对任何尺寸数据进行手动测量，这仍然具有相关的用户时间和误差。手持式激光雷达作为一种科学工具正在迅速发展，在河流研究和管理中使用这种工具的应用，利用和进步有很大的扩展空间。
Wood accumulations influence geomorphic, hydraulic, and ecologic functions within a river corridor, but characterizing these accumulations presents challenges across a range of field and remote sensing methodologies. We evaluate the ability of handheld lidar scanners, specifically lidar‐scanning capabilities of a fourth‐generation iPad Pro, to collect three‐dimensional wood accumulation data, which can be used to inform measurements of wood volume, porosity, complexity, and roughness. We discuss the potential and limitations of this novel methodology for river research and management. We found that handheld lidar presents a cost‐effective input for data‐processing workflows that field measurements of wood accumulation dimensions cannot as easily replicate including (1) a user‐friendly means of data collection and visualization; (2) accurate comparisons of wood volume over time; (3) integration into workflows to measure porosity parameters; and (4) potential use in informing hydraulic and morphodynamic models. Consideration of study area constraints and intended use of scans are prerequisites to using handheld lidar as an effective tool. We identified some specific limitations of using handheld lidar scanners in wood‐rich river corridors, including (1) scanners perform poorly when wood is under water or surrounded by dense vegetation; (2) scanners require physical access to areas of interest at distances less than 5 m; (3) scans need to be manually georeferenced; and (4) scans require manual measurements for any dimensional data, which still have associated user time and error. Handheld lidar as a scientific tool is rapidly developing and there is substantial room for expansion of applications, utilization, and advances in the use of this tool in river research and management.
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