1.一种三维激光点云提取植被冠层聚集度指数的方法，具体包括以下步骤：步骤1、利用地面激光雷达扫描系统，获取植被冠层三维点云数据：首先，在目标区样方中心点和样方外侧分别架设三维激光扫描仪，以样方中心点为观测点所得的坐标系统为标准，将得到的多站点云数据进行点云配准；

然后，在水平方向将样方的三维点云数据切割为以样方中心点为圆心，3≤r≤10m为半径的圆形区域；再将所有低于三维激光扫描仪高度的点剔除，得到植被冠层三维点云数据；

步骤2、三维体元模型构建：

依据步骤1得到的冠层三维点云数据求出笛卡尔坐标X、Y、Z的最小值(Xmin，Ymin，Zmin)和最大值(Xmax，Ymax，Zmax)，以X、Y、Z的(Xmin，Ymin，Zmin)为起始点，以体元大小为步长划分冠层三维点云数据，并确定点云在体元坐标系中对应的体元坐标值及体素值；体元大小由体元的长L、宽W、高H决定，整个数据区域被划分为NL×NW×NH个体元，其中，NL＝(Xmax-Xmin)/L，NW＝(Ymax-Ymin)/W，NH＝(Zmax-Zmin)/H；点云体元化后的坐标值由以下公式得到：

式中，int是取整符，直接取出小数前面的整数部分，(i，j，k)是点云数据笛卡尔坐标(X，Y，Z)对应的体元坐标，体元大小L×W×H与扫描采用的点间距一致；

体元的体素值通过判断体元内包含的激光点个数来确定，如果体元内激光点个数大于等于1，代表激光束被体元拦截，则该体元体素值赋为1，否则体素值赋为0；

步骤3、坐标系统的转换：

将体元化后的冠层三维点云数据从笛卡尔坐标系转为半径为1的球面坐标系统，去除重复的体元，即确保转换后的球面坐标系统中每个点只有一个体元，如果该方向有体元属性为1的，则保留为1的体元，即视作该方向的体元属性为1，否则视作该方向的体元属性为

0；

步骤4、间隙率(gap fraction,P)的计算：在天顶方向以5°为间隔将0°到90°的天顶角分成18个区域，并以每个区域的中间天顶角值代表该区域的天顶角；同时在方位角方向以45°为间隔将0°到360°的方位角分成8个区域，并以每个区域的中间天顶角值代表该区域的方位角，得到144个扇形区域；通过统计各个扇形区域的总体元个数和属性为0的体元个数，得到扇形区域的间隙率为属性为0的体元个数与总体元个数之比，公式如下：

式中，θ为天顶角，为方位角；

步骤5、聚集度指数(clumping index,Ω)的计算：由步骤4得到各个扇形区域的间隙率 假设每个扇形区域都有间隙，即可通过以下公式求出各天顶方向的聚集度指数(Lang和Xiang，1986)：

式中θ为天顶角，为方位角， 为冠层平均间隙率， 为间隙率的对数平均。