基于地面激光雷达点云数据的森林树高、胸径自动提取与三维重建

• 作者: 唐丽玉 张浩 陈崇成 骆钰波 黄洪宇
• 来源期刊: 遥感技术与应用
• 学科: 农学
• 关键词: 地面激光雷达 树高 胸径 点云分割 三维重建
• 年，卷（期）: 2019,（2）
• 所属期刊栏目: LiDAR专栏
• 页码范围: 243-252
• 页数: 10页
• 分类号: TN958.58|TP391.9|S757
• 语种: 中文
• DOI: 10.11873/j.issn.1004-0323.2019.2.0243

摘要

针对亚热带环境条件下森林树高、胸径自动化提取精度较低、单木形态模拟较为困难的问题,提出基于地面激光雷达点云数据提取森林树高、胸径及重建森林场景三维模型的方法.首先采用变尺度地面点识别法获取地面点并构建DEM.然后根据树木主干点云主方向相似度及轴向分布密度分割主干与其他植物器官点云.接着以主干点云为基础,采用迭代最小二乘拟合圆柱的方法自动提取树木位置、胸径;构建点云的八叉树结构,利用体素的空间邻接性实现点云分割,自动提取树高.最后,结合单株植物建模技术,以树根节点为纽带构建样地尺度上的森林场景三维模型.实验结果显示,胸径估测R2为0.996,平均相对误差为2.09％,RMSE为0.66 cm;树高估测R2为0.972,平均相对误差为2.16％,RMSE为0.92 m;所重建的森林场景三维模型可表达森林样地的真实形态.