Processing and analysis of airborne full-waveform laser scanning data for the characterization of forest structure and fuel properties

Abstract

[EN] This PhD thesis addresses the development of full-waveform airborne laser scanning (ALSFW) processing and analysis methods to characterize the vertical forest structure, in particular the understory vegetation. In this sense, the influence of several factors such as pulse density, voxel parameters (voxel size and assignation value), scan angle at acquisition, radiometric correction and regression methods is analyzed on the extraction of ALSFW metric values and on the estimate of forest attributes. Additionally, a new software tool to process ALSFW data is presented, which includes new metrics related to understory vegetation. On the other hand, occlusion caused by vegetation in the ALSFW, discrete airborne laser scanning (ALSD) and terrestrial laser scanning (TLS) signal is characterized along the vertical structure. Finally, understory vegetation density is detected and determined by ALSFW data, as well as characterized by using the new proposed metrics.

[ES] Esta tesis doctoral aborda el desarrollo de métodos de procesado y análisis de datos láser escáner full-waveform aéreo (ALSFW) para la caracterización de la estructura vertical del bosque y, en particular, del sotobosque. En este sentido, se analiza la influencia de diferentes factores como la densidad de pulso, parámetros de voxelización (tamaño de vóxel y tipo de asignación), ángulo de escaneo en la adquisición, corrección radiométrica y métodos de regresión en la extracción de los valores de métricas ALSFW y en la estimación de atributos forestales. Asimismo, se presenta una nueva herramienta de procesado de datos ALSFW, la cual incluye nuevas métricas relacionadas con el sotobosque. Por otro lado, se caracteriza la oclusión provocada por la vegetación en la señal ALSFW, láser escáner discreto aéreo (ALSD) y láser escáner terrestre (TLS) en toda la estructura vertical. Por último, se detecta y determina la densidad de sotobosque mediante datos ALSFW, así como su caracterización empleando las nuevas métricas propuestas.