【摘要】：近年來(lái),國(guó)內(nèi)外對(duì)于改善城市生態(tài)環(huán)境的主要做法是加大引進(jìn)綠色植物到城市中,增加立體樹冠體積容量,促進(jìn)城市綠色發(fā)展。由于不同植物的特性不一樣,致使其樹冠體積(三維綠量)存在較大差異,直接影響它們對(duì)城市綠色空間的貢獻(xiàn)程度。如何在城市中改善綠化結(jié)構(gòu),增加三維綠量,是相關(guān)林業(yè)、園林工作者需解決的問(wèn)題。本文主要以地面三維激光雷達(dá)、ArcGIS、GPS、測(cè)量技術(shù)及其它技術(shù)為手段,通過(guò)收集、分析合肥市環(huán)城公園的影像圖和景區(qū)平面圖等資料,利用三維激光掃系統(tǒng)對(duì)樹木進(jìn)行掃描,獲取其三維綠量,結(jié)合遙感影像估算合肥市環(huán)城公園三維綠量總量。首先,對(duì)樣木和樣地進(jìn)行坐標(biāo)定位及三維激光掃描,在三維激光軟件中進(jìn)行點(diǎn)云處理,獲取完整單木及樣地?cái)?shù)據(jù),獲取單木的冠幅、樹高、胸徑等測(cè)樹因子,并與傳統(tǒng)測(cè)高器、胸徑卷尺獲取的林木因子進(jìn)行誤差分析;然后,在Matlab環(huán)境下,通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)單木及樣地第一活枝以上部分點(diǎn)云的體積計(jì)算,并與傳統(tǒng)方式根據(jù)樹冠形狀對(duì)應(yīng)的體積公式計(jì)算的單木體積進(jìn)行誤差分析,構(gòu)建基于提取林木因子的單木三維綠量模型;最后,以Matlab環(huán)境得到的樣地樹冠體積為因變量,以Landsat8遙感影像提取的相關(guān)波段信息為自變量,構(gòu)建合肥市環(huán)城公園三維綠量遙感反演模型,實(shí)現(xiàn)環(huán)城公園三維綠量總量的估算,結(jié)合環(huán)城公園樹種現(xiàn)狀,提出相應(yīng)的樹種配置模式,為環(huán)城公園綠色空間提升提供參考依據(jù)。主要研究結(jié)果如下:(1)把傳統(tǒng)外業(yè)測(cè)量的林木因子與三維激光軟件提取的林木因子對(duì)比分析,得到的相對(duì)誤差均在5%以下;把通過(guò)傳統(tǒng)的樹形公式計(jì)算出單木的樹冠體積(即三維綠量),以及通過(guò)三維激光等一系列軟件計(jì)算出來(lái)的三維綠量進(jìn)行對(duì)比分析,發(fā)現(xiàn)除龍柏(Sabina chinensis)、棕櫚(Trachycarpus fortunei)、黑松(Pinus thunbergii Parl.)、落羽杉(Taxodium distichum)等枝葉較密的樹木,其他樹木的平均相對(duì)誤差值為4.90%,滿足林業(yè)上的誤差要求。(2)提出一種“點(diǎn)云投影與格網(wǎng)分割及匹配”的方法,通過(guò)Matlab編程實(shí)現(xiàn)單株與樣地的樹冠體積計(jì)算,與傳統(tǒng)方式根據(jù)樹冠形狀對(duì)應(yīng)的體積公式計(jì)算的單木體積進(jìn)行誤差分析。以HD_3LS_SCENE軟件提取出來(lái)的冠高、冠幅、胸徑等因子為自變量,以Matlab計(jì)算的單木樹冠體積為因變量,分別構(gòu)建單木闊葉樹、針葉樹三維綠量模型,闊葉樹的三維綠量估算模型為:V闊葉樹=-231.917+39.558X1+9.752X2+3.762X3(V_(闊葉樹)是單木闊葉樹的三維綠量;X_1、X_2、X_3分別是樹木的冠徑、冠高、胸徑);得到的單木針葉樹的三維綠量估算模型為:V針葉樹=-121.054+28.837X1+6.892X2+0.282X3(V_(針葉樹)是單木闊葉樹的三維綠量;X_1、X_2、X_3分別是樹木的冠徑、冠高、胸徑)。通過(guò)檢驗(yàn)樣本對(duì)模型進(jìn)行驗(yàn)證,精度達(dá)到90%以上。(3)選擇2017年夏季時(shí)相空間分辨率為15m的全色波段和空間分辨率為30m的多光譜波段的Landsat 8作為遙感影像數(shù)據(jù)源,結(jié)合GPS坐標(biāo)和Google Earth遙感影像等輔助數(shù)據(jù),采用監(jiān)督分類和目視解譯相結(jié)合的方法對(duì)合肥市環(huán)城公園的植被信息進(jìn)行分類與提取,結(jié)果顯示:總體分類精度達(dá)到83.4862%,總體Kappa指數(shù)達(dá)到0.7594。選擇與植被相關(guān)的波段及波段組合為因子變量,利用多元統(tǒng)計(jì)分析等方法進(jìn)行變量篩選,構(gòu)建合肥市環(huán)城公園三維綠量遙感反演模型為:'V=251.339+0.490*BBlue-0.832*BNr+0.658*BRed+2.529*BSWIR1-2.597*BSWIR2。(V'是林分三維綠量,B表示的各個(gè)波段)。通過(guò)驗(yàn)證樣本對(duì)模型進(jìn)行檢驗(yàn),精度在85%以上。結(jié)合遙感分類結(jié)果,得到合肥市環(huán)城公園三維綠量總量為20914137.5m~3。
【學(xué)位授予單位】：安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：S731
【圖文】：

圖 1.1 三維激光掃描技術(shù)原理圖Fig 1.1 3D laser scanning technology schematic表 1.1 三維激光掃描儀主要部件及功能表

合肥市環(huán)城公園景區(qū)平面圖

【參考文獻(xiàn)】

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3 李U

本文編號(hào)：2734641