森林是維持自然界平衡的重要組成部分,森林資源調(diào)查和保護是森林的可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵一環(huán)。為了獲取精準的單木垂直結(jié)構(gòu)信息,機載激光雷達（light detection and ranging,LiDAR）技術(shù)和單木分割算法應(yīng)運而生,他們對提取單株樹木信息用于單木結(jié)構(gòu)研究、理解樹木生長、森林可持續(xù)管理具有重要的意義。本研究創(chuàng)造性的提出了一種模擬物理倒水的算法以達到單木分割的目的,該算法使用可變窗口的局部最大值算法,并創(chuàng)新性地采用了施加約束條件模擬物理倒水的分層級區(qū)域增長算法,初次的試驗,在廣西南寧高峰林場中樹冠頂點探測率上,F分數(shù)均大于0.71,具有良好的探測率,在樹冠幅探測下,rRMSE均小于20%,這代表在亞熱帶林業(yè)的單木分割中具有一定的可行性。本文接著針對模擬物理倒水算法存在的問題提出了由高度差和梯度構(gòu)建的能量函數(shù)來分割樹冠邊界,從而優(yōu)化了樹頂提取和相鄰樹冠的分割結(jié)果。以中國南方亞熱帶森林為研究區(qū),測試了不同密度（低、中、高密度）、不同樹種（杉木,,桉樹和白皮松）下傳統(tǒng)分水嶺算法和本研究算法對于樹頂提取及樹冠分割的效果。為了檢驗結(jié)果的準確性,在實驗中對Li DAR數(shù)據(jù)和人工測量數(shù)據(jù)的分割... 

【文章來源】：南京林業(yè)大學江蘇省

【文章頁數(shù)】：54 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 研究現(xiàn)狀
    1.3 研究區(qū)域與數(shù)據(jù)獲取
        1.3.1 研究區(qū)域概況
        1.3.2 樣地實測數(shù)據(jù)
    1.4 研究內(nèi)容
    1.5 論文結(jié)構(gòu)
第二章 模擬物理倒水的單木分割算法
    2.1 數(shù)據(jù)獲取
    2.2 模擬物理倒水的單木分割算法
        2.2.1 DSM的生成
        2.2.2 圖像平滑
            2.2.2.1 形態(tài)學平滑
        2.2.3 樹冠頂點定位
        2.2.4 模擬物理倒水流程
        2.2.5 精度評估
    2.3 結(jié)果與分析
    2.4 本章總結(jié)
第三章 優(yōu)化的模擬物理倒水算法
    3.1 數(shù)據(jù)獲取
    3.2 模擬物理倒水算法
    3.3 構(gòu)建能量函數(shù)
        3.3.1 圖像梯度
        3.3.2 高度差
        3.3.3 能量函數(shù)
            3.3.3.1 構(gòu)建能量函數(shù)
            3.3.3.2 能量函數(shù)規(guī)則詳解
            3.3.3.3 能量函數(shù)在樹冠分割中的應(yīng)用
            3.3.3.4 回滾策略
    3.4 結(jié)果與討論
        3.4.1 結(jié)果
        3.4.2 討論
            3.4.2.1 效率分析
            3.4.2.2 優(yōu)點和局限性
            3.4.2.3 高度間隔敏感性分析
            3.4.2.4 分水嶺算法與模擬物理倒水算法
    3.5 本章小結(jié)
第四章 結(jié)論與展望
    4.1 結(jié)論
    4.2 展望
攻讀學位期間發(fā)表的學術(shù)論文
參考文獻



本文編號：3503706