基于機載激光雷達的林木特征研究.pdf

1、TheResearchonForestCharacteristicsBasedonLidarbyⅥ公NGZhihuaiAthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofAgricultureForestryManegementCentralSouthUniversityofForestryandTechnology498Shaoshan

2、SouthRoad，TianxinDistrictChangshaHunan410004，ERCHINASupervisorAssociateProfessorYANGZhigaoMay，2014摘要森林資源作為最大的陸地資源，它的變化不僅關(guān)系著社會經(jīng)濟的發(fā)展，而且對生態(tài)環(huán)境也有巨大的影響。近年來人類環(huán)保意識的提高，森林資源的重要性得到更加廣泛的認知。因此高效地獲取森林資源狀況成為必然的趨勢。森林是由單株的樹木構(gòu)成，準(zhǔn)確的森林單株木參數(shù)

3、是獲得詳細森林資源狀況的保證，所以準(zhǔn)確獲取高精度單株木參數(shù)意義深遠。雖傳統(tǒng)的光學(xué)遙感在林業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，但是僅僅能夠提供簡單的空間和光譜信息，遠遠無法滿足森林資源調(diào)查的需求。機載激光雷達技術(shù)，作為現(xiàn)代對地觀測的新技術(shù)之一，與其它遙感測繪方法相比，該技術(shù)的主要優(yōu)勢為能夠快速、直接的獲取地物表面的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)。因此，近幾年來在森林資源調(diào)查、城市三維測繪等領(lǐng)域取得了廣泛的應(yīng)用。在森林植被地區(qū)，由于機載激光雷達系統(tǒng)發(fā)出的激光束有一定的穿透性，可

4、穿透植被到達地表。因此利用此技術(shù)，可以獲取樹冠表面和地表面的三維數(shù)據(jù)。本文以利用LiDAR數(shù)據(jù)獲取單木尺度的參數(shù)為目的，進行了以下的研究工作：(1)樹冠高度模型的獲取。本文運用不規(guī)則三角網(wǎng)濾波算法對雷達點云進行濾波處理，通過濾波分出地面點、植被點、異常點、房屋點等，達到了很好的分類效果，將分類的地面點及植被激光點分別生成數(shù)字地面模型和數(shù)字地表模型，二者做差運算得到樹冠高度模型。(2)樹冠高度模型優(yōu)化算法。樹冠高度模型中包括了很多高程漏洞

5、直接或間接地影響了基于樹冠高度模型的各種森林參數(shù)提取精度。本文提出了一種新的方法解決這個問題，通過形態(tài)學(xué)的閉運算獲取到平滑的樹冠高度模型，再通過樹冠高度模型矩陣的歸一化、二值化、卷積等運算過程，用平滑高程值替換掉樹冠高度模型中異常的高程值點，樹冠與樹冠之間的低點保留下來，使得連續(xù)的樹冠被修復(fù)和對齊。(3)對優(yōu)化后的樹冠高度模型進行多尺度單株木分離。面向?qū)ο蟮亩喑叨确指钍菑囊粋€像素的對象開始進行一個自下至上的區(qū)域合并技術(shù)，小的影像對象可以