葉面積指數(shù)、葉面積剖面、葉夾角和葉傾角是玉米重要的三維結(jié)構(gòu)參數(shù),與玉米光截獲能力、蒸散發(fā)能力和光合作用等密切相關(guān),同時(shí)也是構(gòu)建作物結(jié)構(gòu)和輻射傳輸?shù)饶Ｐ偷闹匾獏?shù)。激光雷達(dá)作為一種新興的主動(dòng)式遙感技術(shù),能夠用于精確獲取作物三維信息,實(shí)現(xiàn)了從二維到三維的跨越。如何利用激光雷達(dá)對(duì)作物三維結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行精確的估算已成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。本文在北京市農(nóng)林科學(xué)院國(guó)家精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)研究示范基地進(jìn)行實(shí)驗(yàn),分別于2018年基于無(wú)人機(jī)激光雷達(dá)獲取小區(qū)尺度玉米點(diǎn)云數(shù)據(jù)和2019年基于地基激光雷達(dá)獲取單株尺度玉米點(diǎn)云數(shù)據(jù),進(jìn)行以上參數(shù)估算。論文主要工作和結(jié)論如下:（1）數(shù)據(jù)獲取及預(yù)處理:基于無(wú)人機(jī)激光雷達(dá)系統(tǒng)和地基激光雷達(dá)系統(tǒng),研究數(shù)據(jù)采集方法,進(jìn)行小區(qū)尺度和單株尺度玉米點(diǎn)云數(shù)據(jù)獲取;根據(jù)激光雷達(dá)采集數(shù)據(jù)的特點(diǎn),研究了數(shù)據(jù)解算、多站掃描數(shù)據(jù)拼接、點(diǎn)云去噪和配準(zhǔn)以及根據(jù)玉米的農(nóng)學(xué)特征將玉米分為上、中和下三層等預(yù)處理流程。（2）基于無(wú)人機(jī)激光雷達(dá)小區(qū)尺度葉面積指數(shù)估算及分析:由于玉米上層點(diǎn)云數(shù)據(jù)受遮擋效應(yīng)影響最小,因此基于體素法采用上層數(shù)據(jù)分析各航線對(duì)應(yīng)的最優(yōu)體素大小;根據(jù)各航線對(duì)應(yīng)的最優(yōu)體素大小估算整株玉米葉面積指數(shù)... 

【文章來(lái)源】：西安科技大學(xué)陜西省

【文章頁(yè)數(shù)】：69 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．１無(wú)人機(jī)激光霄達(dá)擺鏡掃描方式獲取數(shù)據(jù)激光腳點(diǎn)分布??（２）地碁激光雷達(dá)??＾

?西安科技大學(xué)碩士學(xué)位論文???２．２．１無(wú)人機(jī)激光雷達(dá)??（１）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)??試驗(yàn)區(qū)位于北京市農(nóng)林科學(xué)院國(guó)家精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)研究示范基地（４０．１８°Ｎ，?１１６．４４°Ｅ），該地??區(qū)年均降水量為５０８ｍｍ，平均溫度為１３°Ｃ［８８］。玉米品種為京華３８，試驗(yàn)期為玉米吐絲期??和水泡期（Ｒ１和Ｒ２＞?［８％這兩個(gè)時(shí)期的玉米均屬于生殖生長(zhǎng)階段，株高沒(méi)有明顯的變化??且沒(méi)有葉片增加，不同之處為玉米最下層的兩片葉子變黃ｓ圖２．２＆１）和（ｂｌ）分別為吐絲??期和水泡期的航線設(shè)計(jì)圖，航線之間的間距分別為２５ｍ和１５ｍ。試驗(yàn)區(qū)大小為１５ｍＸ７．５ｍ，??如圖２．２?（ｂｌ）、（ｂ２）所示；，共１５個(gè)小區(qū)，每個(gè)�。耍捍笮椋玻担恚兀常恚洌保。蹦媳狈皆�?yōu)椋祩�(gè)??不同的玉米種植密度，東西方向?yàn)椋硞�(gè)相同密度的重復(fù)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)方案為馬層去葉處理，??依據(jù)玉米葉片分布特點(diǎn)，采用農(nóng)學(xué)分層的方法，將試驗(yàn)區(qū)的遽米分為上中下雪層，如圖??２．２?（ｃ）所示，由下往上，下層為第一個(gè)玉米穗往下的第一片葉以下的所有葉片，中層為??下層往上數(shù)４片葉，其余為頂層。激光霄達(dá)分三架次獲取點(diǎn)云數(shù)據(jù)，第一架次是獲取整株??點(diǎn)云數(shù)據(jù)，第二架次是人工去掉下肩葉片后獲取，第三架次是在第二架次的基礎(chǔ)上人工??去掉中層葉片啟獲取，獲取的三架次點(diǎn)云數(shù)據(jù)如圖Ｚ３所示。每架次分別獲�。笚l和７條航??線，每條航線對(duì)應(yīng)不同的角度數(shù)據(jù)，通過(guò)分析確定臬優(yōu)入射角，其中Ｒｕ、Ｒ１２、Ｒｂ、Ｒｗ??航線的入射角示意圖及試驗(yàn)區(qū)不同密度設(shè)置如圖２．２⑷所苯。??重復(fù)組Ｉ重復(fù)組２重復(fù)鉅３?重復(fù)組Ｉ軍復(fù)紜２電復(fù)組３??ｆｉｌｌ?■■畫??Ｎ：：滅小??（ａｌ）?（ａ２）?（ｂｌ）?（ｂ２）?

?２數(shù)據(jù)采集及預(yù)處理???養(yǎng)抽第－架次??，．．．．?第二架次??？?，？?＊?；?■?■?■??？?ｆ丄匕―■上?二七�。�?＾」??、、）！廠…、ｉｍ、ｒ?ｐ第三架次??圖２．３三架次點(diǎn)云數(shù)據(jù)??（２）數(shù)據(jù)獲取??基于無(wú)人機(jī)激光雷達(dá)于２０１８年８月２８日和９月１４日獲取數(shù)據(jù)，激光雷達(dá)型號(hào)為??ＶＵＸ－１?（Ｒ正ＧＬ，澳大利亞），飛行高度為１５ｍ，飛行速度為３ｍ／ｓ，掃描頻率為５５０ｋＨｚ，??采用擺鏡掃描的方式，光斑直徑為〇．〇〇７５ｍ，平均地面點(diǎn)距為０．〇２３９ｍ，ＬｉＤＡＲ數(shù)據(jù)為??“ＬＡＳ”格式，兩個(gè)時(shí)期的飛行參數(shù)一致。并且獲取了不同航線的入射角范＿及對(duì)應(yīng)的點(diǎn)??云密度（實(shí)驗(yàn)區(qū)內(nèi)的點(diǎn)云數(shù)／（長(zhǎng)ｘ寬））。實(shí)驗(yàn)中，東西方向的飛行角度近似于南北方??向角度，例如?Ｒｉｉ（６９〇－７７。）和?Ｒ１８（６８０－７６。），Ｒ１２（—６４。－３２。）和１１１７（－６０。－—２５。），ＲＷ—３４。??－２９。）和?Ｒ１６（—５４。－０。），Ｒ１４（６０°－７４。）和?Ｒ１５（６３〇－７３。），Ｒ２２（—１２。－—５。）和?Ｒ２６（３°－１８。），Ｒ２３（８。－??３２。）和Ｒ２５?（－３０°－０。），其中，“－”為飛行方向，從西向東，從南到北為底反之為負(fù)，。??表２．１．不同航線對(duì)應(yīng)的入射角及點(diǎn)云密度??方向?航線?角度（°）?點(diǎn)云密度（ｐｔｓ／ｍ２）??Ｒｎ?６９－７７?１１２??Ｒｎ?－６４?－－３２?２８０??Ｒｉ３?－３４?－?２９?５２９???Ｒｕ?６０－７４?２１３???Ｒｉｓ?６３?－７３?２２８??．南介?Ｒ１６?－５４?－?０?４９

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]機(jī)載和地基激光雷達(dá)森林垂直結(jié)構(gòu)參數(shù)提取研究[D]. 劉魯霞.中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院 2014



本文編號(hào)：3236355