检索结果-南通市图书馆

一种基于三维激光点云数据的单木树冠投影面积和树冠体积自动提取算法

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光谱学与光谱分析 2014年第2期34卷 465-471页

作者：徐伟恒冯仲科苏志芳胥辉焦有权邓欧北京林业大学测绘与3S技术中心北京100083 西南林业大学计算机与信息学院云南昆明650224 昆明学院数学系云南昆明650214 清华大学工程物理系公共安全研究院北京100084

树冠投影面积和树冠体积是研究单木生物量估测、三维绿量测算等的重要测量因子。针对树冠结构复杂、形态各异,树冠因子难以精确测量等问题,为实现单木树冠投影面积和树冠体积的自动提取和精准测量,以三维激光扫描获取的树木点云数据为... 详细信息

树冠投影面积和树冠体积是研究单木生物量估测、三维绿量测算等的重要测量因子。针对树冠结构复杂、形态各异,树冠因子难以精确测量等问题,为实现单木树冠投影面积和树冠体积的自动提取和精准测量,以三维激光扫描获取的树木点云数据为数据源,运用平面散乱点集凸包算法———Graham扫描算法和不规则体切片分割累加算法,以VC++6.0和Matlab 7.0混合编程,实现树冠投影面积和树冠体积的自动提取。以实验区选取具有代表性的22株不同树种的样木为研究对象,并与传统人工测量方法进行了对比分析。试验结果表明,树冠投影面积人工测量(A4)结果与点云数据的自动计算(AV)结果相关性较好,r=0.964(p树冠体积测量(VC)结果与基于点云数据的自动计算(VVC)结果之间呈现较强的相关性,r=0.960(p树冠结构的高精度快速重构、单木树冠投影面积和树冠体积的无损自动提取,可以为单木树冠结构的研究提供参考,在精准林业领域具有推广应用价值。

关键词：树冠点云数据投影面积体积

基于树冠最高点和地面树干中心的森林影像点云配准方法

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农业工程学报 2024年第15期40卷 127-134页

作者：刘金成郭义军曾嘉陈卓王海明于强西北农林科技大学资源环境学院杨凌712100 西北农林科技大学水土保持科学与工程学院杨凌712100

为了弥补无人机和地面不同观测视角导致的森林信息缺失以及不同平台摄影测量影像点云难以高效配准的问题,该研究基于无人机和地面摄影测量构建森林三维影像点云数据,以提取的无人机树冠最高点和地面树干中心为关键特征点,参考由粗到精... 详细信息

为了弥补无人机和地面不同观测视角导致的森林信息缺失以及不同平台摄影测量影像点云难以高效配准的问题,该研究基于无人机和地面摄影测量构建森林三维影像点云数据,以提取的无人机树冠最高点和地面树干中心为关键特征点,参考由粗到精的配准思路,借助特征点在3D和2D的映射关系以及改进的模拟退火算法和迭代最近点算法,提出了一种适合于无人机和地面不同观测平台的森林影像点云配准框架。测试结果表明,相较于银杏树和楸树而言,杨树对关键点匹配影响较大(杨树1.13 m>楸树0.75 m>银杏树0.52 m),不同树种对粗配准影响较小(杨树0.13 m>银杏树0.08 m>楸树0.07 m);所提方法在不同树种组成的6块典型样地上表现出色,平均精配准误差分为0.06 m,有效实现了无人机和地面平台影像点云的精细化配准。研究结果可为森林资源调查、森林三维重建以及影像点云的推广应用提供有力的支撑。

关键词：无人机点云森林树冠地面摄影测量

基于面向对象的QuickBird影像退耕地树冠信息提取

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光谱学与光谱分析 2010年第9期30卷 2533-2536页

作者：吴见彭道黎北京林业大学省部共建森林培育与保护教育部重点实验室北京100083

分割算法的改进和特征空间的优化是采用面向对象技术提高退耕地树冠信息提取精度的关键,也是利用高分辨率影像提取树冠信息急需解决的问题。文章采用光谱阈值对QuickBird多光谱影像进行一级分割,获得了植被区域,并采用改进的基于边缘的... 详细信息

分割算法的改进和特征空间的优化是采用面向对象技术提高退耕地树冠信息提取精度的关键,也是利用高分辨率影像提取树冠信息急需解决的问题。文章采用光谱阈值对QuickBird多光谱影像进行一级分割,获得了植被区域,并采用改进的基于边缘的算法对非线性滤波处理后的全色影像进行二级分割,选取光谱、形状和纹理特征组成的特征空间对退耕还林地树冠信息进行提取。结果表明,提取总体精度为84.67%,较传统方法提高17%,KAPPA系数为0.795 3,较传统方法提高0.168。该研究方法能实现较为精确的树冠信息提取,可为管理部门实施准确的监测提供依据,对快速评价退耕还林效果具有重要意义。

关键词：树冠快鸟影像面向对象影像分割

基于改进Delaunay算法的树冠三维重构单木因子提取

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农业机械学报 2013年第2期44卷 192-199页

作者：巩垠熙何诚冯仲科李文钊闫飞北京林业大学林学院北京100083 纽卡斯尔大学土木地质学院

针对树冠结构复杂和点云数据量大的特点,为了提高测算单木因子中树冠表面积和体积的精度和效率,通过改进Delaunay三角网的算法机制,提出一种基于空间分割的分块优先级机制的三角网表面重建算法,用于重构树冠表面,形成一种高精度高效率... 详细信息

针对树冠结构复杂和点云数据量大的特点,为了提高测算单木因子中树冠表面积和体积的精度和效率,通过改进Delaunay三角网的算法机制,提出一种基于空间分割的分块优先级机制的三角网表面重建算法,用于重构树冠表面,形成一种高精度高效率的树冠表面积和体积因子提取方法。利用地面三维激光扫描系统获取树冠点云数据,分别通过传统人工方法、点云量测法、数字高程模型算法与提出的改进SD Delaunay算法,计算实验区域研究对象的树冠表面积与体积,并进行对比分析,结果表明提出的算法完全满足计算精度,同时该计算方法的耗时只有传统人工法的41%,数字高程模型法的62%,大大提高了运算效率。

关键词：树冠改进Delaunay算法地面三维激光扫描系统单木因子点云数据

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基于SfM的针叶林无人机影像树冠分割算法

农业机械学报 2020年第6期51卷 181-190页

作者：杨全月董泽宇马振宇吴悠崔琪卢昊北京农学院计算机与信息工程学院北京102206 北京林业大学信息学院北京100083 弗莱堡大学环境与自然资源学院弗莱堡79106

利用无人机影像进行森林资源调查具有作业快速便捷、数据分辨率较高、影像细节丰富的特点,可较好地识别单木,获取树木位置、冠幅等信息。但是,厘米级的影像分辨率使基于光谱信息的传统分割算法在提取树冠时出现破碎化现象,产生过分割结... 详细信息

利用无人机影像进行森林资源调查具有作业快速便捷、数据分辨率较高、影像细节丰富的特点,可较好地识别单木,获取树木位置、冠幅等信息。但是,厘米级的影像分辨率使基于光谱信息的传统分割算法在提取树冠时出现破碎化现象,产生过分割结果。同时,在非落叶季由于无人机影像难以观测到茂密林冠下层地形,故在地形起伏较大的林区难以实现基于树木冠层高度模型(CHM)的单木分割方法。针对上述问题,结合传统二维图像处理和SfM三维建模,提出了一种无需高度归一化的无人机影像树冠三维分割提取算法,首先利用SfM技术从高重叠航片建立三维表面模型,利用高程和图像信息检测初始树木位置,再采取kNN自适应邻域分水岭分割的方式对中心单木进行精确的树冠参数提取。在北京市百花山国家级自然保护区的落叶松林地进行了高分辨率无人机影像实验,采用正射影像目视解译结果和多种基于图像、点云的自动分割算法结果进行验证和评价。结果表明,本文方法对树木总体检出率在91%以上,冠幅提取精度在81%以上,优于传统的全局分水岭方法和其他树冠分割算法。

关键词：树冠针叶林分割算法 SfM 无人机

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利用机载激光雷达数据提取单株木树高和树冠

北京林业大学学报 2008年第6期30卷 83-89页

作者：刘清旺李增元陈尔学庞勇武红敢中国林业科学研究院资源信息研究所

机载激光雷达是一种主动遥感技术。在林业应用方面,高采样密度激光雷达能够获取单株木三维结构特征,采用不同的数据处理方法,可以得到不同精度的单株木参数。该文利用高采样密度的机载激光雷达数据(离散回波,平均激光点间隔0.52 m、平... 详细信息

机载激光雷达是一种主动遥感技术。在林业应用方面,高采样密度激光雷达能够获取单株木三维结构特征,采用不同的数据处理方法,可以得到不同精度的单株木参数。该文利用高采样密度的机载激光雷达数据(离散回波,平均激光点间隔0.52 m、平均光斑直径0.3 m),研究了单株木的树高提取技术和树冠边界识别算法,针对单株木的树冠特征,提出了一种双正切角树冠识别算法;最后,使用重庆铁山坪林场的9个外业样地数据,对单株木树高和冠幅,以及样地平均树高和平均冠幅进行了验证。结果表明,单株木树高和冠幅的R2分别为0.34和0.03,样地平均树高和平均冠幅的R2分别为0.97和0.71,样地尺度的相关性明显高于单株木尺度的相关性。

关键词：激光雷达激光应用单株木树高树冠双正切角树冠识别算法

树冠特征对城市街谷内流场及污染物扩散影响的数值模拟研究

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应用力学学报 2021年第5期38卷 1981-1988页

作者：罗昔联王乐顾兆林西安交通大学人居环境与建筑工程学院西安710049 西安石油大学机械工程学院西安710065

通过建立树叶在树冠内部分布的随机算法,表征树叶在树冠内部的复杂分布,并进一步提出了树木-风-污染物耦合数学模型。采用数值模拟方法研究了树冠孔隙度及位置对高宽比为1:2的城市街谷内流场及污染物浓度场的影响。发现:当树冠位于街谷... 详细信息

通过建立树叶在树冠内部分布的随机算法,表征树叶在树冠内部的复杂分布,并进一步提出了树木-风-污染物耦合数学模型。采用数值模拟方法研究了树冠孔隙度及位置对高宽比为1:2的城市街谷内流场及污染物浓度场的影响。发现:当树冠位于街谷中部时,街谷内由一个扁平形状的主导旋涡控制;孔隙度的变化并未明显影响街谷内污染物浓度分布,但减弱了街谷内气流的平均速度。树冠靠近迎风面时,街谷内旋涡中心向中部移动,街谷内平均气流速度最低且为0.833m/s,相比于无树木时街谷内气流速度降低了约8.4%;街谷底部及背风面污染物浓度明显高于树冠位于街谷中部及迎风面时。本文的研究有望为街道中树木种植类型选择及布局提供借鉴和指导。

关键词：街道峡谷流场数值模拟树冠

基于修正Kozak方程的人工樟子松树冠轮廓预估模型

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林业科学 2019年第8期55卷 84-94页

作者：高慧淋董利虎李凤日东北林业大学林学院森林生态系统可持续经营教育部重点实验室哈尔滨150040 沈阳农业大学林学院沈阳110161

【目的】对Kozak方程进行修正,采用树木易测因子为预测变量,构建人工樟子松树冠外部轮廓预估模型,为研究树木生理和树木竞争提供依据,为模拟单木树冠表面积和树冠体积奠定基础。【方法】基于黑龙江省14块固定样地70株人工樟子松解析木90... 详细信息

【目的】对Kozak方程进行修正,采用树木易测因子为预测变量,构建人工樟子松树冠外部轮廓预估模型,为研究树木生理和树木竞争提供依据,为模拟单木树冠表面积和树冠体积奠定基础。【方法】基于黑龙江省14块固定样地70株人工樟子松解析木907个最大枝条数据,以Kozak方程基本形式为基础并对其进行修正,选出构建人工樟子松树冠外部轮廓基础模型的最优模型形式。在最优模型基础上,建立分别考虑样地效应、样木效应及同时考虑样地和样木效应两水平的非线性混合效应模型。利用R软件的nlme软件包求解非线性混合效应模型参数,采用AIC、BIC、-2LL对混合效应模型中不同随机效应参数组合形式、不同随机效应矩阵、方差-协方差矩阵和方差函数进行比较,选出最优模型形式,并对人工樟子松外部轮廓随树木因子的变化规律进行探讨。以林分密度为哑变量,构建不同密度的人工樟子松树冠外部轮廓预估模型。【结果】人工樟子松树冠外部轮廓预估模型因子包含胸径(DBH)、冠长率(CR)和高径比(HD)。与基础模型相比,分别考虑样地效应、样木效应的混合模型能够显著提高模型拟合效果,外部轮廓模型差异主要来源于样木效应。以样木为单水平的混合效应模型中,a2、a6为随机参数,对角矩阵为方差-协方差矩阵形式,ARMA(1,1)为解释组内方差的矩阵,采用幂函数消除异方差的模型形式为最优模型。同时考虑样地和样木效应两水平混合模型的拟合效果较单水平混合模型有所提高。以两水平混合模型的固定效应部分模拟外部轮廓与树木因子之间的关系,在分别固定另外2个变量的情况下,树冠半径随着DBH、CR增大均逐渐增大,树冠上半部分半径随着HD增大而增大,下半部分半径随着HD增大而减小。外部轮廓拐点的变化范围为0.6250~0.9170,拐点平均位置为0.8413,随着林木在林分中被压强度增大,拐点位置向树冠基部移动。密度小于1000株·hm^-2林分中单木的冠形与1000~2000株·hm^-2和大于2000株·hm^-2林分中单木的冠形区别很大。【结论】修正后的Kozak模型满足梢头处半径为0、在整个树冠范围内存在拐点且拐点唯一的特性,能够对人工樟子松树冠外部轮廓进行合理模拟及预测。两水平非线性混合效应模型可显著提高模型拟合效果,能够在树冠外部轮廓模型中应用。

关键词：人工樟子松树冠外部轮廓 Kozak模型非线性混合模型

树冠特征对小黑杨木材性质和生长量的影响研究

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林业科学研究 2007年第6期20卷 801-806页

作者：王小青刘杏娥任海青中国林业科学研究院木材工业研究所北京100091

以小黑杨人工林为对象,研究树冠特征对木材性质和生长量的影响。结果表明:树冠特征对木材基本密度影响不显著;对抗弯弹性模量(MOE)和顺纹抗压强度影响显著,对抗弯强度(MOR)影响不显著;对纤维长度、纤维宽度以及纤维长宽比影响不大;对胸... 详细信息

以小黑杨人工林为对象,研究树冠特征对木材性质和生长量的影响。结果表明:树冠特征对木材基本密度影响不显著;对抗弯弹性模量(MOE)和顺纹抗压强度影响显著,对抗弯强度(MOR)影响不显著;对纤维长度、纤维宽度以及纤维长宽比影响不大;对胸高处湿心材、边材影响极显著。MOE、MOR和顺纹抗压强度与冠幅、冠长呈负相关。线性回归方程能较好地拟合顺纹抗压强度与冠幅的关系,R2值达到0.61;纤维长度、宽度与冠幅、冠长呈一定的正相关;湿心材面积、边材面积与冠幅、冠长呈高度正相关,边材面积与冠幅间存在密切的线性关系,方程的R2值达到0.78,二次多项式方程能很好地拟合湿心材面积与冠幅的关系,R2值为0.91。

关键词：树冠木材生长量木材性质