郁闭度是指林分树冠垂直投影面积与林地面积的比值,是反映林分中林冠郁闭的程度以及树木利用空间程度的重要指标,也是森林资源调查规划设计中重要的一个调查因子。在森林经营管理中,郁闭度作为小班区划、确定抚育采伐强度的重要指标,并成为通过遥感图像进行森林蓄积量估测不可或缺的因子。郁闭度不仅是判定森林状况和进行森林蓄积量估测的重要因子,也是进行林分质量评价、小班区划、林分类型的划分、地类的划分重要指标。准确的郁闭度测量对精细森林经营规划、精确预测森林生长和精准森林经营决策优化具有重要的意义。目前森林郁闭度获取方法有很多。传统测量方法有样点法、样线法、目测法、树冠投影法等。遥感技术的发展对估测森林郁闭度提供了更好的途径,但是多光谱遥感数据的光谱分辨率有限,不同的森林类型有着相似的光谱特征,光学遥感所依赖的光照条件变化大,这也引起了相同森林类型的不同光谱特性。激光雷达(Light Detection And Ranging,Li DAR)是近年来,在国内外发展十分迅速的遥感技术,激光雷达技术可以快速获取目标的三维空间信息,能准确地估算森林结构参数(如胸径、树高、冠幅和生物量等),但是,Li DAR数据的收集成本太高,而且阔叶树种的冠层容易丢失。近年来,利用几何光学模型反演森林参数的方法得到了有效的运用,并且反演的精度也在不断提高,这也为定量反演郁闭度提供了有效的手段。本文以内蒙古赤峰市旺业甸实验林场人工针叶林为研究区域,利用4-Scale几何光学模型与遥感数据,反演出研究区域森林郁闭度。最后采用鱼眼相机与样点法实测的郁闭度对模型模拟结果进行检验。探讨4-Scale几何光学模型结合遥感影像获取森林冠层郁闭度的有效手段,为采用机理模型反演郁闭度提供参考与依据。具体的研究内容如下:(1)根据样地实测叶面积指数,利用高光谱遥感影像反演研究区域叶面积指数。(2)介绍了 4-Scale模型中的背景可视概率,利用4-Scale模型模拟不同样地树木结构参数下的背景可视概率、不同叶面积指数以及冠层反射率,进行查找表的建立。(3)利用遥感数据,以像元尺度叶面积指数LAI值作为控制变量,根据冠层反射率数据进而反演出森林冠层郁闭度查找对应LAI下的背景可视概率,进而反演出研究区域森林郁闭度。(4)利用三种测量郁闭度方法(样点法、样线法鱼与眼照片法)得到的结果与4-Scale模型反演的到郁闭度结果进行对比分析:同时,考虑了树干对鱼眼照片的影响。最后得出结论:对一元线性模型估算得出的LAI值与真实LAI值的关系进行分析。两者的相关系数R2为0.649,均方根误差RMSE为1.6082,他们之间具有良好的线性关系,说明利用一元线性模型估算叶面指数是可行的。4-Scale模型能很好地反演人工针叶林郁闭度,与其他三种测量郁闭度方法相比,4-Scale模型反演郁闭度与鱼眼照片提取的郁闭度有很好的线性关系,决定系数R2为0.6280,标准误差RMSE=0.0476,与样点法、样线法计算的郁闭度R2与RMSE分别为0.5591、0.0518和0.5395、0.0529。鱼眼照片去除树干后得到的郁闭度与4-Scale模型反演得到的郁闭度进行整体分析R2为0.6847;对于人工落叶松林,R2由0.4226提升到0.6153;对于人工油松林,R2由0.7646变为0.7561。进一步说明了树干会对鱼眼照片提取的郁闭度结果有一定的影响。最后可以得出结论:4-Scale模型针能很好的反演人工针叶林郁闭度,利用4-Scale模型反演得到的郁闭度与利用鱼眼照片法提取的郁闭度之间存在良好的关系。