森林資源是最重要的自然資源之一,準確、高效地獲取森林中單木的位置和參數(shù)信息是林業(yè)調(diào)查中最基本的工作任務,同時也是開展各項林業(yè)生態(tài)研究的重要前提。作為一門主動遙感技術,激光雷達技術近些年發(fā)展非常迅速,它可以高精度、高效率、大范圍地獲取點云數(shù)據(jù),并能夠有效地表達森林結(jié)構(gòu)信息,在林業(yè)調(diào)查中發(fā)揮著越來越重要的作用,基于點云數(shù)據(jù)的單木分割和胸徑參數(shù)提取已成為研究熱點。目前,基于點云數(shù)據(jù)的單木分割算法研究大都是以特定類型的森林為基礎,且單木分割算法精度評定尚未形成統(tǒng)一的標準,導致不易評定算法的優(yōu)劣。而單木胸徑提取算法的研究,大部分集中在算法精度是否滿足要求,對精度對比的探究甚少,用戶面對不同形狀的樹干點云數(shù)據(jù)無從選擇有效的胸徑提取算法。本文圍繞上述實際問題,利用地基激光雷達采集了針葉林、闊葉林、針葉闊葉林、原始森林的點云數(shù)據(jù),并通過相關的處理流程和算法進行了充分細致的實驗。首先使用分水嶺分割法、Hough變換圓檢測分割法、區(qū)域增長分割法分別處理了針葉林、闊葉林、針葉闊葉林以及原始森林的點云數(shù)據(jù),在進行了分割處理后,通過分析不同算法處理不同林地類型的點云數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn):三種算法具有明顯的分割精度差異,但也... 

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

車載激光雷達

第1章緒論2術領域的一場革命[9]。目前采集點云數(shù)據(jù)的主流設備可分為：機載（車載，星載）掃描系統(tǒng)、地面激光掃描系統(tǒng)也稱為地基掃描系統(tǒng)。機載掃描系統(tǒng)是一種集成了GPS、激光掃描儀、相機等儀器的掃描設備，能夠在短時間內(nèi)完成大范圍，大區(qū)域的數(shù)據(jù)采集。它具有效率高、發(fā)射光束穿透能力強、受天氣以及地面植被影響較孝采集的數(shù)據(jù)量大、獲取的信息豐富等優(yōu)勢[10]。移動掃描系統(tǒng)中最典型的是車載激光掃描系統(tǒng)（如圖1-2）和機載掃描系統(tǒng)（如圖1-3）。移動掃描系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)面對不同地域，它的設置方案會有較大的不同。在國外，移動式掃描系統(tǒng)中，機載掃描激光雷達早期應用于林業(yè)方面，其中主要集中在建立林地特征結(jié)構(gòu)領域等方面。之后逐步在國內(nèi)外興起，當前林業(yè)應用和研究熱點為林木識別、分類、蓄積量的調(diào)查等[11-13]。圖1-2車載激光雷達圖1-3機載激光雷達Figure.1-2VehicleLidarFigure.1-3AirborneLidar地基掃描系統(tǒng)通常有一個激光掃描儀、一個內(nèi)置或外置高分辨率的彩色相機、配套的軟件、電源等，如圖1-4。相比其他掃描系統(tǒng)，該系統(tǒng)采集的物體表面的空間信息是以特定的坐標系統(tǒng)為基準。在林業(yè)應用領域，地基掃描系統(tǒng)與機載掃描系統(tǒng)相比其優(yōu)勢在于可以獲取林地內(nèi)部的詳細信息，為林業(yè)精準研究提供可靠的依據(jù)[14]。地基掃描系統(tǒng)最早應用于森林地形特征結(jié)構(gòu)提取，后來地基掃描系統(tǒng)采集的點云數(shù)據(jù)才開始逐漸應用于單木模型建立、材積量測、參數(shù)提取等方面[15]。圖1-4地基掃描系統(tǒng)Figure.1-4Ground-basedscanningsystem

第1章緒論2術領域的一場革命[9]。目前采集點云數(shù)據(jù)的主流設備可分為：機載（車載，星載）掃描系統(tǒng)、地面激光掃描系統(tǒng)也稱為地基掃描系統(tǒng)。機載掃描系統(tǒng)是一種集成了GPS、激光掃描儀、相機等儀器的掃描設備，能夠在短時間內(nèi)完成大范圍，大區(qū)域的數(shù)據(jù)采集。它具有效率高、發(fā)射光束穿透能力強、受天氣以及地面植被影響較孝采集的數(shù)據(jù)量大、獲取的信息豐富等優(yōu)勢[10]。移動掃描系統(tǒng)中最典型的是車載激光掃描系統(tǒng)（如圖1-2）和機載掃描系統(tǒng)（如圖1-3）。移動掃描系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)面對不同地域，它的設置方案會有較大的不同。在國外，移動式掃描系統(tǒng)中，機載掃描激光雷達早期應用于林業(yè)方面，其中主要集中在建立林地特征結(jié)構(gòu)領域等方面。之后逐步在國內(nèi)外興起，當前林業(yè)應用和研究熱點為林木識別、分類、蓄積量的調(diào)查等[11-13]。圖1-2車載激光雷達圖1-3機載激光雷達Figure.1-2VehicleLidarFigure.1-3AirborneLidar地基掃描系統(tǒng)通常有一個激光掃描儀、一個內(nèi)置或外置高分辨率的彩色相機、配套的軟件、電源等，如圖1-4。相比其他掃描系統(tǒng)，該系統(tǒng)采集的物體表面的空間信息是以特定的坐標系統(tǒng)為基準。在林業(yè)應用領域，地基掃描系統(tǒng)與機載掃描系統(tǒng)相比其優(yōu)勢在于可以獲取林地內(nèi)部的詳細信息，為林業(yè)精準研究提供可靠的依據(jù)[14]。地基掃描系統(tǒng)最早應用于森林地形特征結(jié)構(gòu)提取，后來地基掃描系統(tǒng)采集的點云數(shù)據(jù)才開始逐漸應用于單木模型建立、材積量測、參數(shù)提取等方面[15]。圖1-4地基掃描系統(tǒng)Figure.1-4Ground-basedscanningsystem

【參考文獻】：
期刊論文
[1]機載LiDAR點云數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查內(nèi)容及方法研究[J]. 駱生亮.  經(jīng)緯天地. 2019(04)
[2]應用地面三維激光掃描對白樺單木結(jié)構(gòu)參數(shù)的提取[J]. 鄭淯文,吳金卓,林文樹,李祥.  東北林業(yè)大學學報. 2018(08)
[3]機載激光雷達單木識別研究進展[J]. 劉會玲,張曉麗,張瑩,朱云峰,劉輝,王龍陽.  激光與光電子學進展. 2018(08)
[4]基于紋理特征的圍填海SAR圖像分水嶺分割方法[J]. 王衍,許小貝,洪海凌.  海洋學研究. 2018(02)
[5]基于體元逐層聚類的TLS點云數(shù)據(jù)單木分割算法[J]. 邢萬里,邢艷秋,黃楊,曲林,尤號田.  中南林業(yè)科技大學學報. 2017(12)
[6]三維激光掃描點云數(shù)據(jù)處理研究進展、挑戰(zhàn)與趨勢[J]. 楊必勝,梁福遜,黃榮剛.  測繪學報. 2017(10)
[7]點云信息提取研究進展和展望[J]. 張繼賢,林祥國,梁欣廉.  測繪學報. 2017(10)
[8]面向點云的三維物體識別方法綜述[J]. 郝雯,王映輝,寧小娟,梁瑋,石爭浩.  計算機科學. 2017(09)
[9]基于LiDAR點云的單棵樹木提取方法研究[J]. 林怡,季昊巍,葉勤.  計算機測量與控制. 2017(06)
[10]基于車載LiDAR的行道樹胸徑和株距測量[J]. 張衛(wèi)正,劉曉燕,王國飛,張煥龍,張偉偉,陳啟強,董壽銀.  輕工學報. 2017(03)

碩士論文
[1]基于機載LiDAR的森林單木識別研究[D]. 王濮.東北林業(yè)大學 2018
[2]基于小光斑機載LiDAR數(shù)據(jù)的單木三維分割[D]. 劉群.北京林業(yè)大學 2016
[3]三維點云預處理技術研究[D]. 梁士超.西南科技大學 2015
[4]落葉松人工林單木生長模型的研究[D]. 劉微.東北林業(yè)大學 2010



本文編號：3649398