基于機(jī)載激光雷達(dá)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(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，而且對(duì)生態(tài)環(huán)境也有巨大的影響。近年來(lái)人類環(huán)保意識(shí)的提高，森林資源的重要性得到更加廣泛的認(rèn)知。因此高效地獲取森林資源狀況成為必然的趨勢(shì)。森林是由單株的樹(shù)木構(gòu)成，準(zhǔn)確的森林單株木參數(shù)

3、是獲得詳細(xì)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(yuǎn)。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(jiǎn)單的空間和光譜信息，遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法滿足森林資源調(diào)查的需求。機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)，作為現(xiàn)代對(duì)地觀測(cè)的新技術(shù)之一，與其它遙感測(cè)繪方法相比，該技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)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(lái)在森林資源調(diào)查、城市三維測(cè)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(jī)載激光雷達(dá)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(dá)地表。因此利用此技術(shù)，可以獲取樹(shù)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(jìn)行了以下的研究工作：(1)樹(shù)冠高度模型的獲取。本文運(yùn)用不規(guī)則三角網(wǎng)濾波算法對(duì)雷達(dá)點(diǎn)云進(jìn)行濾波處理，通過(guò)濾波分出地面點(diǎn)、植被點(diǎn)、異常點(diǎn)、房屋點(diǎn)等，達(dá)到了很好的分類效果，將分類的地面點(diǎn)及植被激光點(diǎn)分別生成數(shù)字地面模型和數(shù)字地表模型，二者做差運(yùn)算得到樹(shù)冠高度模型。(2)樹(shù)冠高度模型優(yōu)化算法。樹(shù)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(shù)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(gè)問(wèn)題，通過(guò)形態(tài)學(xué)的閉運(yùn)算獲取到平滑的樹(shù)冠高度模型，再通過(guò)樹(shù)冠高度模型矩陣的歸一化、二值化、卷積等運(yùn)算過(guò)程，用平滑高程值替換掉樹(shù)冠高度模型中異常的高程值點(diǎn)，樹(shù)冠與樹(shù)冠之間的低點(diǎn)保留下來(lái)，使得連續(xù)的樹(shù)冠被修復(fù)和對(duì)齊。(3)對(duì)優(yōu)化后的樹(shù)冠高度模型進(jìn)行多尺度單株木分離。面向?qū)ο蟮亩喑叨确指钍菑囊粋€(gè)像素的對(duì)象開(kāi)始進(jìn)行一個(gè)自下至上的區(qū)域合并技術(shù)，小的影像對(duì)象可以