[發明專利]基于三維激光掃描技術監測樹干生長的方法

在審

• 申請號: 201710555371.X
• 申請日: 2017-07-10
• 公開（公告）號: CN107543498A
• 公開（公告）日: 2018-01-05
• 發明（設計）人: 陳杰
• 申請（專利權）人: 陳杰
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;G01B11/08;G01B11/24;G01B11/28
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及測樹學中的單株立木測定。

背景技術

及時準確的獲知森林生物量變化對于國家履行聯合國《氣候變化框架公約》具有重要意，單株立木測樹因子的準確測定對于測算森林生物量具有重要意義。關于測量樹木測樹因子的測量的裝置和技術多樣且富有成效，有許多優秀的技術方法，如王波濤等人申請的發明《基于智能終端鏡頭的樹木測量方法》(公開號：CN105066877A)，相比傳統測樹方式可以更加精確、簡便地獲取樹高、胸徑、冠幅等信息；另張曉鵬等申請的發明《基于單次三維激光掃描的樹木測量和重建方法》(公開號：CN101488226A)，利用了三維激光掃描技術建立了樹木的虛擬影像實現了測樹領域的巨大技術進步。但目前的儀器和方法設計都是針對樹木胸徑一維量的測量，而樹干增粗生長實際是表現為胸高斷面積變化的二維量，因此根據以上這些方法測定出的生物量數據將存在一定偏差。

發明內容

本發明針對上述問題，因此本文提出利用三維激光掃描技術通過提取樹木胸高斷面積和形狀變化監測樹干生長的方法。

本發明為實現上述目的采用如下實驗方案：

應用三維激光掃描技術，將三維激光掃描儀采集的點云數據用三維工程軟件建立樹木三維模型，通過相應技術手段從模型中提取樹干胸高斷面積和形狀，再將不同數據采集時間的胸高斷面疊加分析以達到監測生長的目的。

本發明積極效果在于：建立了樹木三維模型，提取樹木胸高斷面積和形狀，對樹干生長監測更加精準。

附圖說明

圖1為本發明的實驗方案流程圖。

圖2為關鍵步驟效果圖。

具體實施方式

下面結合附圖說明和具體操作對本發明做進一步詳細說明。具體實施方式步驟與實驗方案步驟流程圖一一對應，如圖1：

1.在實地架設FARO Photon 120三維激光掃描儀收集數據，具體操作參照儀器使用說明書。

2.將采集的點云數據用三維工程軟件Geomagic Studio進行拼接配準后并通過合并點對象功能生成一個完整的樣地點云數據(圖2a)。

3.通過三維模式變換視角手動分離提取出單木點云數據(圖2b)。

4采用不規則三角網建模法(TIN)建立樹木三維模型，建好后可用軟件自帶測量工具可對胸徑、樹高等測樹因子進行提取(圖2c)。

5用裁剪工具在樹干模型的胸高處進行裁剪提取斷面形狀，然后將同一株樹木不同掃描時間的三維模型轉換到同一坐標系疊加，對不同時期的胸圍曲線進行提取(圖2d)。根據提取到的曲線，利用軟件自帶工具可讀取曲線周長和面積，經計算可得到樹木在掃面間隔期內的胸徑生長量、胸高斷面積生長量和生長率等反應樹木生長變化的指標。