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LiDAR-SLAM 手持扫描镭射系统在林业资源调查中的应用

发布日期:2019-05-29 浏览次数:

在林业资源调查中,如何较为精确的估算森林的蓄积量一直是林业工作的一个难题。常

用的林业估产方法有: 卷尺量测法,机载激光扫描法等。卷尺量测法虽然可以较为精确的

量测出林业的大致产量,但耗费大量的人力物力;机载激光扫描法虽然在效率上有很大程

度的提高,但是所得到的扫描数据存在着大量的噪声点,很难将这些噪声点和树木点完全

的区分开来,特别在树木比较矮的地方,机载激光扫描很难与地面或房屋区分开,造成

了特别大的误差。地面三维激光扫描技术虽然可以解决这些问题,同时在测量

精度上也能大幅提高。但是由于地面激光扫描的必须是架站式测量,同时站与站之间还

需要标靶进行拼接,其实现的效率并没有比传统的作业方法有很大的提高。

SLAM三维激光扫描仪的出现,大大提高了林业外业调查的效率,同时又能获取高精度

的树木点云信息。一块样地的外来扫描工作只需要10-20分钟的时间。得到了林业工作

者的一致好评。

 

SLAM 扫描仪扫描的激光点云数据

2. 应用--推算林分结构

(1)林分覆盖度:

计算各个样区森林树冠层之覆盖百分比(%)。

在各样区中,将界木的范围圈选出来后独立显示,接著切除掉地表部分的点云,仅留

下树冠部分,以正射的显示方式,调整至由下往上的视角,接著输出影像。

利用一套免费的简易影像处理软体『imageJ』,计算点云与背景的比例,即可得到样

区内的覆盖度,后续再将由点云量测到样区实际的大小加入计算。

1. 先将点云转为白色,裁切树林区域以及地表部分点云,转至正射视角,并由下往上

仰视。

2.利用软体输出解析度较高的照片。

3.导入imageJ,裁切照片并计算背景与点云的像素比例。

(2)胸高直径(diameter at breast height, DBH):

立木离地面约1.3m处之树干连皮直径(m)。

利用垂直测量,量测由地表到高度的距离,将树高超过1.3m的部分遮蔽,接著可以直

接量测树的胸径。

1.先量测由地表往上1.3m的高度,将其他不需要的点云遮蔽起来。

2.直接利用量测功能进行直径的量测

(3)树高:

树木顶点至地表之高度(m)。

利用垂直量测,直接量测从树顶到地表的垂直距离。

1.方便作业可以先把树依照排分开检视。

2.利用量测功能直接量测由树顶到地表的垂直距离。

(4)冠幅:

方向垂直的两个树冠直径之平均值,且其中一个取树冠范围最长之距离(m)。

1. 由于树木的顶部树叶较杂乱,故可以先独立两三棵的树木再进行判视量测。

(5)立木位置图:

利用AutoCAD recap,可将点云读入AutoCAD中,即可直接绘製出立木的位置图。

1.在AutoCAD中载入pointools plugs以及点云

2.根据树的位置直接标示在AutoCAD上

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