[發明專利]一種基于激光雷達的林窗立體結構量測方法

有效

• 申請號: 201710574787.6
• 申請日: 2017-07-14
• 公開（公告）號: CN107479065B
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發明（設計）人: 劉峰;楊志高
• 申請（專利權）人: 中南林業科技大學
• 主分類號: G01S17/89
• 分類號: G01S17/89;G01S7/48
• 代理公司: 長沙思創聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 43215
• 代理人: 夏興友;李季

1.一種基于激光雷達的林窗立體結構量測方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：激光雷達數據的獲取步驟以及預處理步驟；

所述的激光雷達數據是指由固定翼飛機或無人機搭載激光雷達掃描儀獲取遙感數據；

每一個激光點的數據包括X，Y，Z坐標數據，以及回波強度數據；

步驟2：林冠層數據的處理步驟；

步驟3：林窗識別步驟；

步驟4：林窗立體結構測量步驟；

步驟2包括獲取CHM、CSM和CPI數據的步驟；

所述的CHM是指冠層高度模型，CSM是指冠層梯度模型，CPI是指林冠空隙模型；

所述的步驟2的林冠層數據的處理步驟中：

(1)基于自適應不規則三角網(TIN)濾波方法將激光點云分類成地表點云和冠層點云，(a)采用第一柵格數據插值法將地表點云插值生成分辨率為R1的數字高程模型(DEM)數據，記數字高程模型數據為DEM數據；(b)采用第二數據插值法將冠層點云插值生成分辨率為R2的冠層表面模型(DSM)數據，記冠層表面模型(DSM)數據為DSM數據；

(2)基于DEM數據和DSM數據，采用差值法生成冠層高度模型(CHM)數據；

即有CHM(x，y)＝DSM(x，y)—DEM(x，y)；

x，y分別為柵格(x，y)的橫坐標和縱坐標；

CHM(x，y)是柵格(x，y)上的高程差值；

(3)在CHM數據的基礎上采用擬合曲面法計算冠層梯度，生成分辨率為R3的冠層梯度模型(CSM)數據；

(4)利用遙感圖像處理軟件，根據冠層點云占總點云數量的比例生成林冠空隙模型(CPI)數據，林冠空隙模型(CPI)數據記為CPI數據；CPI數據的分辨率為R4；CPI的每一個元素代表預定面積內的冠層點云占總點云數量的比例，取值范圍0～100％，取值越大，越是代表林間空地。

2.根據權利要求1所述的基于激光雷達的林窗立體結構量測方法,其特征在于，步驟3中，構建基于CHM、CSM和CPI數據的林窗識別模型，并確定林窗識別模型參數，并得到最終識別結果；最終識別結果為林窗識別結果柵格圖。

3.根據權利要求2所述的基于激光雷達的林窗立體結構量測方法,其特征在于，步驟4中，基于步驟3中的最終識別結果，對林窗面積、形狀和邊緣木高度特征進行三維空間測量，得到測量結果。