编者按：林沂研究员主要从事植被生态与高维遥感的交叉创新研究，目前已发表学术论文120余篇，本文为最新研究成果。
研究亮点
1. 建议共同开发一个国际TLS网络，作为一种宏观生态技术；
2. 这样的国际网络将有助于促进对全球树木的三维生态理解；
3. 该技术可促进三维全球树木结构生态学和三维宏观生态学。
研究简介
树木遍布世界各地，像守望者一样经历了各种环境因素造成的复杂生态效应。为了更好地揭示这些效应，需要精细且全面地测量全球树木及其生长环境。针对此目标，已经开发了基于航空和卫星的遥感（RS）方法。然而，由于相应的测量方法存在精细度不足的技术缺陷，一个涉及树木表观形态的关键分支反而明显落后了。现在有了地基激光扫描（TLS），即一种可用于单木及其环境三维（3D）现场测量的精细遥感技术。基于此，我们在国际知名期刊Environmental Science and Ecotechnology上建议共同开发一个国际TLS网络，作为一种宏观生态技术以提高对全球树木的三维生态理解。
用于测量全球树木三维结构的国际TLS网络建设示意图
本研究提出了该国际TLS网络的系统架构，并测试了可用的RS模型以夯实其基础支撑。然后论证了该生态技术的理论可行性，梳理了其技术准备，并基于设计的原型系统开展了其实例效果验证。接下来预览了其科学、技术潜力及其功能扩展性，从而对其功能进行了展望。最后明确了其技术和科学两个方面可能存在的主要挑战，可作为未来进一步改进该生态技术的切入点。
国际TLS网络对全球树木三维生态理解的共同发展潜力示意图
值得强调的是，所提出的国际TLS网络具有好的功能拓展性。通过引入其他模式的三维测量和遥感技术，可以大大提高该生态技术的应用潜力。如基于无人机和背包式的激光扫描可帮助其解决覆盖效率低以及用于三维森林制图中TLS光束遮挡等问题，而引入近距摄影测量如运动恢复结构（SfM）等方法可以获取树木的结构异质属性，此外结合可大范围覆盖的遥感技术如机载激光雷达（LiDAR）和卫星成像等可将传统以林班为基元的全球树木三维生态理解提升为以林分为基元，这有助于实现对全球树木真正意义上的三维生态理解。
国际TLS网络在扩大传统RS模式覆盖范围方面的潜力
概括来讲，本研究提出的国际TLS网络共同开发，有建立新的基石性生态技术的意义，将彻底改变全球树木的三维生态理解，并助力开辟从三维全球树木结构生态学到三维宏观生态学等新研究分支方向。
论文信息
Lin, Y.*, Filin, S., Billen, R., & Mizoue, N. (2023). Co-developing an international TLS network for the 3D ecological understanding of global trees: System architecture, remote sensing models, and functional prospects. Environmental Science and Ecotechnology 16: 100257. doi: https://doi.org/10.1016/j.ese.2023.100257
