CN116778314B 一種采用特征級(jí)點(diǎn)云融合評(píng)估森林材積的方法和系統(tǒng) （首都師范大學(xué)）

號(hào)一種采用特征級(jí)點(diǎn)云融合評(píng)估森林材積的本發(fā)明公開了一種采用特征級(jí)點(diǎn)云融合評(píng)估森林材積的方法和系統(tǒng)，該方法包括以下步TLS點(diǎn)云數(shù)據(jù)中的胸徑數(shù)據(jù)，通過(guò)回歸分析獲得胸徑估算模型，利用融合數(shù)據(jù)集中的冠幅和樹木檢尺，獲取大面積森林材積具有較強(qiáng)的操作2采集目標(biāo)區(qū)域的ALS點(diǎn)云數(shù)據(jù)和布置在該目標(biāo)區(qū)域中的樣地的TLS點(diǎn)云數(shù)據(jù)，分別對(duì)樣地的ALS點(diǎn)云數(shù)據(jù)和TLS點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，基于樹干地理坐標(biāo)對(duì)ALS特征數(shù)據(jù)和TLS特征數(shù)據(jù)集進(jìn)行特征級(jí)融合，獲得融合數(shù)據(jù)樣地的中心設(shè)置TLS基站以及用于TLS基站定位的靶球，通過(guò)測(cè)量TLS點(diǎn)云數(shù)據(jù)中每個(gè)點(diǎn)與基站和靶球的位置，并通過(guò)三維坐標(biāo)轉(zhuǎn)換和最小二乘平差求解獲得每個(gè)點(diǎn)的地理坐通過(guò)機(jī)載的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，在獲取ALS點(diǎn)云數(shù)據(jù)的同時(shí)，直接為A基于區(qū)域生長(zhǎng)分割算法對(duì)樣地的TLS點(diǎn)云數(shù)據(jù)和ALS點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行分利用nDSM數(shù)據(jù)，使用面向線狀實(shí)體提取的點(diǎn)云分割方法提取出每棵樹的單木特征參3數(shù)據(jù)采集裝置，用于采集目標(biāo)區(qū)域的ALS點(diǎn)云數(shù)據(jù)和布置在該目標(biāo)區(qū)域匹配裝置，以樣地的ALS點(diǎn)云數(shù)據(jù)和TLS點(diǎn)特征提取裝置，用于分別對(duì)樣地的ALS點(diǎn)云數(shù)據(jù)和TLS點(diǎn)云特征融合裝置，用于基于樹干地理坐標(biāo)對(duì)ALS特征數(shù)據(jù)和TL森林材積計(jì)算裝置，用于將目標(biāo)區(qū)域中每棵樹的胸徑和樹高輸入TLS點(diǎn)云采集裝置，包括三維激光掃描儀以及設(shè)置在樣地的中心的TLS基站和用于TLSALS點(diǎn)云采集裝置，包括機(jī)載的激光測(cè)距傳感器和全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，在獲取噪音去除單元，用于基于區(qū)域生長(zhǎng)分割算法對(duì)樣地的TLS地面點(diǎn)識(shí)別單元，用于使用漸進(jìn)式不規(guī)則三角網(wǎng)加密算法進(jìn)行點(diǎn)云特征提取單元，用于利用nDSM數(shù)據(jù)，使用面向線狀實(shí)體提取4[0004]激光雷達(dá)技術(shù)的應(yīng)用主要包括機(jī)載激光掃描(ALS，AirborneLaserScanner)和再結(jié)合地面實(shí)測(cè)林分調(diào)查數(shù)據(jù)與聯(lián)合提取的點(diǎn)云變量構(gòu)建多元回歸估算模型并驗(yàn)證其精5[0030]數(shù)據(jù)采集裝置，用于采集目標(biāo)區(qū)域的ALS點(diǎn)云數(shù)據(jù)和布置在該目標(biāo)區(qū)域中的樣地6[0035]森林材積計(jì)算裝置，用于將目標(biāo)區(qū)域中每棵樹的胸徑和[0048](1)分別為ALS點(diǎn)云數(shù)據(jù)和TLS點(diǎn)云數(shù)據(jù)賦予地理坐標(biāo)，以二者共同地理坐標(biāo)為基78[0074]步驟110，采集目標(biāo)區(qū)域的ALS點(diǎn)云數(shù)據(jù)和布置在該目標(biāo)區(qū)域中的樣地的TLS點(diǎn)云[0075]ALS點(diǎn)云數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)人機(jī)搭載激光測(cè)距傳感器獲取，并通過(guò)機(jī)載的DGNSS直接為2[0077]使用StonexX300三維激光掃描儀獲取樣地的TLS點(diǎn)云數(shù)據(jù)，點(diǎn)云密度約[0078]使用DJIM300多旋翼無(wú)人機(jī)搭載激光測(cè)距傳感器和DGNSS獲取目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的ALS點(diǎn)云數(shù)據(jù)及其地理坐標(biāo)，包括樣地的ALS點(diǎn)云數(shù)據(jù)和地理坐標(biāo)。其中，無(wú)人機(jī)飛行高度為[0081]本實(shí)施例中，使用大疆智圖v3.5對(duì)ALS點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，坐標(biāo)系統(tǒng)選擇China9[0086]步驟132，使用漸進(jìn)式不規(guī)則三角網(wǎng)加密算法分別對(duì)TLS點(diǎn)云數(shù)據(jù)和ALS點(diǎn)云數(shù)據(jù)[0089]其中，ALS特征數(shù)據(jù)集包括樣地中每棵的樹干地理坐標(biāo)LOCALS、樹高HALS和冠幅[0091]步驟140，基于每棵樹的樹干地理坐標(biāo)對(duì)ALS特征數(shù)據(jù)集和TLS特征數(shù)據(jù)集進(jìn)行特ALs[0093]對(duì)于樣地內(nèi)的兩個(gè)點(diǎn)云數(shù)據(jù)，判斷是否為同一棵樹的融合過(guò)程可由下述公式表干位置距離超過(guò)搜索距離r時(shí)，則認(rèn)為不是同一棵樹(c為假)，否則認(rèn)為是同一棵樹(c為[0097]由于樣地外各樹木的胸徑無(wú)法通過(guò)TLS點(diǎn)云數(shù)據(jù)或者ALS點(diǎn)云數(shù)據(jù)直接獲得，因的冠幅CDALs估算獲得整個(gè)目標(biāo)區(qū)域中每棵樹的胸徑DBHALSopt，包括樣地內(nèi)與樣地外每棵樹的胸徑DBHALs以及利用胸徑估算模型優(yōu)化估算到的胸徑DBHALSopt，對(duì)比結(jié)果如圖5和表1所[0115]評(píng)價(jià)主要采用目視比較和定量分析相結(jié)合的方法，將從ALS提取的樹冠位置和從TLsALS和VALSopt方法計(jì)算的材積與VALS+TLS方法計(jì)算的材積