[發明專利]一種可避障無人機林冠下傾斜攝影測算森林樣地因子的方法

有效

• 申請號: 201710162339.5
• 申請日: 2017-03-18
• 公開（公告）號: CN106969752B
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發明（設計）人: 馮仲科;劉金成;孫仁杰;陳紫璇
• 申請（專利權）人: 北京林業大學
• 主分類號: G01C11/00
• 分類號: G01C11/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種可避障無人機林冠下傾斜攝影測算森林樣地因子的方法。利用可避障MINI無人機在待測林中飛行，根據森林樣地林木的疏密程度以及林冠遮擋情況，自動設定無人機可避障距離，一般設定為1～2米，通過提前安置標志點或定長標志桿，采用林冠下傾斜攝影方式，分別在待測林木豎直上下兩個位置進行豎直上下兩次傾斜攝影，通過攝影立體像對解算，可獲取森林樣地樣木任意處相對坐標位置、胸徑D_1.3以及任意處林木直徑D_i樣地因子。

一、技術領域

本發明涉及一種森林樣地因子的測算方法，特別是一種利用可避障無人機在林冠下傾斜攝影測算森林樣地因子的方法。

二、技術背景

隨著林業調查信息化的不斷發展，航空遙感及攝影測量技術越來越多的被應用在林業調查中。鑒于森林樣地內部林木生長情況的復雜性，森林大面積的快速測量僅僅局限在林冠上層，森林因子的提取也僅僅局限在冠徑等幾個簡單的調查因子，而詳細的森林調查因子仍需要人工在林冠下進行。傳統的人工調查方式費時費力，需要耗費較大的工作量在內業和外業上；而傳統的無人機遙感攝影測量也存在很大的局限和弊端，都難以實現林冠下大面積森林樣地因子的提取。因此，在林業調查中，急需一種解決目前無人機林冠下攝影測量問題的技術和方法。

三、發明內容

為了克服傳統無人機遙感森林樣地因子調查的局限性，實現森林樣地全面快速測量，本發明提供了一種可避障無人機林冠下傾斜攝影測算森林樣地因子的方法。

主要發明內容：

利用可避障MINI無人機在待測林中飛行，根據森林樣地林木的疏密程度以及林冠遮擋情況，自動設定無人機可避障距離，一般設定為1～2米，通過提前安置標志點或定長標志桿，采用林冠下傾斜攝影方式，分別在待測林木豎直上下兩個位置進行傾斜攝影，通過攝影立體像對解算，可獲取森林樣地樣木任意處相對坐標位置、胸徑D_1.3以及任意處林木直徑D_i，i取值為1,2,3，…，n。

利用可避障無人機對待測林木進行一次傾斜攝影后，豎直抬升無人機位置進行第二次傾斜攝影，要求兩次攝影都能拍到標志點或定長標志桿，根據提前安置的標志點或定長標志桿，通過后方交會解算出無人機攝影像片的外方位元素；利用數學模型①其中，(X_i,Y_i,Z_i)為任意像點對應的物方坐標，B為無人機兩次攝影抬升的距離，x_i1,y_i1,x_i2分別表示兩次攝影像片同名點的像方坐標，p為像點左右視差，p＝x₁-x₂，表示傾斜攝影的傾角，求得任意目標點的物方坐標；利用數學模型②其中，ΔX,ΔY,ΔZ表示兩點的坐標差值，解算出林木任意直徑值。

本項發明與現有方法相比具有以下優點：

(1)提高了傳統調查的效率，降低了傳統調查的成本。

(2)實現林冠下森林樣地因子的自動、快速測量。

(3)補充了無人機遙感攝影測量的空白區，實現了森林全方位調查。

四、具體實施方式：

利用可避障MINI無人機在林冠下進行森林樣地因子的傾斜攝影測量，是對傳統森林調查和傳統無人機攝影測量方式的改進和創新，提供了一種新的森林樣地因子調查思路和模式，具體是：

1)利用可避障MINI無人機在待測林中飛行，根據森林樣地林木的疏密程度以及林冠遮擋情況，自動設定無人機可避障距離，一般設定為1～2米；

2)在待測林中提前安置標志點或定長標志桿，采用林冠下傾斜攝影方式，利用可避障無人機對待測林木進行一次傾斜攝影后，豎直抬升無人機位置進行第二次傾斜攝影，通過攝影立體像對解算，后方交會解算出無人機攝影像片的外方位元素；