[發(fā)明專利]一種普通手機任意攝影測定扇形樣地林分蓄積的方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201610387416.2
• 申請日: 2016-06-03
• 公開（公告）號: CN107462224A
• 公開（公告）日: 2017-12-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馮仲科;祁曼;劉芳;黃曉東;邱梓軒
• 申請（專利權(quán)）人: 北京林業(yè)大學
• 主分類號: G01C11/04
• 分類號: G01C11/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種普通手機任意攝影測定扇形樣地林分蓄積的方法，其特征是：利用普通手機對樣地某一區(qū)域(區(qū)域內(nèi)設(shè)立一個豎直花桿)進行近似于正直上下攝影，獲取某一扇形區(qū)域的圖像，通過圖像中的豎直花桿，解算出攝影的焦距f，并通過雙片確定圖像的視差Δq_i和攝影平移量h。利用各同名點計算出拍攝區(qū)域內(nèi)所有立木的胸徑、樹高處的點坐標，然后求出立木的胸徑、樹高、樹心坐標，根據(jù)距離的遠近計算分析出林分的蓄積量。其具體如下：①定焦f的測算，利用普通手機在S₁處進行任意攝影，然后將手機在S₂處進行任意攝影，原則上盡量保證S₂點在S₁點的正上方，且具有一段平移量h，并保證拍攝區(qū)域內(nèi)同時一根定長花桿，花桿桿長均為l。在S₁點處建立空間直角坐標系，S₁的攝影中心點為坐標原點，以S₁處拍攝照片的主光軸的反方向為Y方向，相片所在平面的水平方向為X軸方向，垂直方向為Z方向。首先利用兩張像片上同名點所對應像素坐標確定雙片的視差Δq_i＝|v_1i-v_2i|，利用數(shù)學模型確定平移量h。式中Δv為在S₁拍攝的像片上定長花桿所對應的像素縱坐標的差值。利用數(shù)學模型可通過確定花桿距拍攝點S₁的距離D來確定普通手機的攝影焦距f，Y_i的值為D。②單株立木的胸徑、樹高、樹心坐標的測量。基于拍攝為上下正直攝影，以S₁為基準坐標系，則空間點A(X_A，Y_A，Z_A)在S₁點獲得圖像所對應的像點坐標a₁為(x₁，y₁，-f₁)，在S₂點獲得圖像所對應的像點坐標a₂為(x₂，y₂，-f₂)，對應轉(zhuǎn)化成像素坐標即為(u₁，v₁)和(u₂，v₂)，利用數(shù)學模型 計算胸徑，利用數(shù)學模型計算樹高。式中，Δu表示在S₁ 拍攝的像片上胸徑處的橫坐標的差值，Δv表示在S₁拍攝的像片上樹高處的縱坐標的差值。利用數(shù)學模型可計算樹心坐標，其中，(X_i，Y_i，Z_i)為任意點在S₁坐標系中的物方坐標，(u_i，v_i)為任意點在S₁坐標系中的像方坐標。③扇形圓心角θ的確定，通過S₁位置獲取的像片確定所拍攝區(qū)域的圓心角θ，假設(shè)拍攝獲取的像片的像素大小M×N，M為像片中水平面所在的寬幅，f₁為計算出的S₁位置的像片的攝影時焦距，利用數(shù)學模型θ＝2arctan(M/2f₁)。④林分蓄積的測算方法，在S₁的坐標系下，任意一株立木的中心坐標可通過測量胸徑值時確定為(X_i，Y_i，Z_i)，任意一株立木與攝影位置的距離為R_i，并依此記錄下立木編號、立木樹種、立木胸徑，中心坐標，距離R_i。利用數(shù)學模型(株/ha)可計算林分密度，數(shù)學模型可計算林分平均徑階，數(shù)學模型 可計算林分蓄積。式中，R_n和d_n為測量距離最遠的第n株立木的距離和胸徑值；f_j為針闊葉的實驗形數(shù)，θ為照片所拍攝形成的圓心角，H表示立木的平均樹高。