当今世界正面临着气候变化的严峻挑战,相关的研究也倍受关注。植被对全球气候及区域气候的变化有着至关重要的影响,在此条件下气候与地表植被之间的作用机理已被生态学、气候及地球物理领域的专家所重视并展开了相关研究。其中,在植被冠层对气候变化的响应模型起着关键作用的参数——叶面积指数(LAI),对其进行客观、可靠且快速的评价尤显重要。玉米作为中国主要的粮食作物之一,监测其生长与发育过程,并开展玉米产量的估测工作,有着重大的现实意义。LAI可以作为反映作物群体生长态势的重要指标。能够合理地表述出本文研究对象玉米的冠层结构,因此要对农作物的长势进行精准的监测并估算其产量,则首先要得到准确的LAI数值。通过光学遥感影像技术能够便捷地获得大面积的玉米冠层相关信息,然而它不能给出玉米冠层的垂直结构方面的信息,使得在进行玉米LAI指数的反演时不能合理地体现出冠层内部的叶片的贡献,导致所反演的LAI数值偏低。虽然地基激光雷达技术可获取玉米冠层的高精度三维结构信息,但是每次只能在有限样区内获取。结合这两种技术的优势,利用将激光雷达数据体素化的方式,通过冠层分析法提取高精度的冠层结构信息;利用遥感影像获得大面积玉米冠层反射率,与得到的冠层结构信息进行回归分析,从而反演得到大面积的玉米冠层精确LAI结果。通过激光雷达技术与遥感图像对玉米叶面积进行采集与分析,我们可以得出以下结论:(1)叶面积指数(LAI)作为作物生长特征的一项重要衡量指标,是表示植物冠层信息结构和生长态势的重要生理参数。研究叶面积指数对于监测玉米的生长态势以及对于提高单位面积内的玉米产量具有极其重要的影响力。(2)玉米作为我国的重要农作物,对于我们的生活和生产都具有很重要的作用。通过实地走访,选取了位于乌鲁木齐米东区的一块长势较好的玉米地作为试验田,在长势较好的的季节中对它的叶面积指数进行了监测。(3)使用瑞格(RIEGL)VZ-400以及VZ-1000 3D激光扫描仪扫描系统为支撑,在地理学的理论基础上,采用LiDAR360点云处理、SPSS、Arcgis、ENVI等软件,通过激光雷达体素化的方式,运用冠层分析方法提取样区内的玉米叶面积。(4)本工作利用FieldSpec Pro F R2500型背挂式野外高光谱辐射仪(美国ASD公司产)进行玉米冠层的高光谱测量。在风速很小、无风且晴朗的天气下开展冠层的光谱测定工作,选取10:00-14:00的时间段。通过反射率计算比值植被指数RVI、归一化植被指数NDVI、优化的比值植被指数MSR。(5)通过激光雷达体素化方式,运用冠层分析法提取的叶面积指数与所计算的植被指数进行回归分析,得出归一化植被指数(NDVI)与激光点云计算的LAI相关性最强,相关系数R2=0.8086,均方根误差(RMSE)为0.1230,比值值被指数(RVI)相关性最差,R2=0.7079,RMSE为0.1520,通过实测值验证分析,三种模型的平均相对误差均小于10%,模型的可信度较高。