树木形态结构快速精确测定方法初探

简要介绍了树木形态结构快速精确的测定新方法,并以5 a生绿波2号核桃为例,利用多基线数字近景摄影测量系统对植株进行了形态结构测定,获得了高精度的植株三维空间点云模型,从而为树木形态结构及树木可视化研究提供基础数据。     

枣树坐标参数的数字近景摄影测量及数据分析

[目的]研究枣树坐标参数的数字近景摄影测量。[方法]应用Lensphoto多基线数字近景摄影测量系统,对8年生枣树的三维坐标参数进行了近景摄影测量,并将摄影测量数据与全站仪测量数据进行了比较。[结果]对于较多小细枝的枣树,X、Y、Z坐标的绝对误差分别为0～0.014、0～0.018、0～0.004m,相对误差均低于0.145%。摄影测量坐标值和真值配对数据的显著性检验和线性回归分析表明,该测量方法能够获得真实可靠的数据,做到精准监测,满足虚拟植物生长模拟的坐标数据测定要求。[结论]为虚拟植物模拟的树木生长观测提供了理论依据     

枣树坐标参数的数字近景摄影测量及数据分析

[目的]研究枣树坐标参数的数字近景摄影测量。[方法]应用Lensphoto多基线数字近景摄影测量系统,对8年生枣树的三维坐标参数进行了近景摄影测量,并将摄影测量数据与全站仪测量数据进行了比较。[结果]对于较多小细枝的枣树,X、Y、Z坐标的绝对误差分别为0～0.014、0～0.018、0～0.004 m,相对误差均低于0.145%。摄影测量坐标值和真值配对数据的显著性检验和线性回归分析表明,该测量方法能够获得真实可靠的数据,做到精准监测,满足虚拟植物生长模拟的坐标数据测定要求。[结论]为虚拟植物模拟的树木生长观测提供了理论依据。     

多基线数字近景摄影测量系统在古典园林建筑物三维重建中的应用

本文提出了基于多基线数字近景摄影测量系统所获得的点云数据来实现园林古建三维建模的方法.以保定古莲花池不如亭三维重建为例,从多基线数字近景摄影测量系统工作原理入手,阐明了获取点云数据的过程和方法,通过对该系统测量误差分析,结果表明,该系统可以对园林古建进行精确测量,进而实现建筑物三维建模,为古典园林建筑物修缮提供数据支持.     

数字近景摄影测量辅助三维激光扫描用于森林固定样地测树原理探讨

近景摄影测量和近年来发展起来的三维激光扫描技术已广泛用于树木三维数据的获取,通过近景摄影测量技术和三维激光扫描方法获得的数据各有优缺点,但它们优势互补构成获取立木数据强大的工具。三维激光扫描有快速获取数据的优点,缺点是容易留下没扫描的空白区域（扫描漏洞）;摄影测量能根据人们的主观愿望布置测量控制网,很灵活地采集数据点,能够补充扫描漏洞没有数据点的缺陷,缺点是因布置测量控制网,要增加劳动强度,再者在影象上灰度变化不明显的部位无法获得同名像点,在一定程度上制约着三维建模的精度。试图探讨利用近景摄影测量辅助三维激光扫描的数据采集技术来恢复单木空间实体,计算胸径、任一处的直径、树高、树冠体积等测树指标,最后得出材积方程,服务于森林资源的精准监测。     

基于移动LiDAR 点云的树木三维重建

【目的】树木三维结构的描述是进行农林生态研究的重要科学基础,而移动激光雷达的使用将有利于快速、高效的农林树木三维结构重建。【方法】文章利用同时定位与构图技术实现基于移动激光雷达点云的农林样地树木三维重建,并以地基激光雷达数据为参考,验证三维重建精度,同时对比树木胸径,分析移动激光雷达在农林树木三维重建中的有效性和可行性。【结果】同时定位与构图技术可实现移动激光雷达点云的树木三维重建,其中,水平方向重建精度为0.038 m,垂直方向重建精度为0.017 m;以地基激光雷达数据拟合出的树干胸径为真实值,移动激光雷达点云拟合出的树干胸径为观测值,两者的相关系数为0.715 6,均方根误差(RMSE)和平均绝对误差(MAE)分别为0.011、0.01 m。【结论】移动激光雷达可实现农林树木三维结构快速重建,且基于重建结果可实现树干胸径准确提取。因此,移动激光雷达对提高农林树木测量效率具有积极作用。     

遮挡情况下目标三维点云的提取研究

针对三维信息提取过程中的遮挡问题,提出利用多基线数字近景摄影测量方法进行多光线的影像匹配,基于遮挡区域约束的三维点云滤波算法,即去除了遮挡目标,又可提取部分被遮挡区域的三维数据点。试验表明,该方法适应了空间分布的不连续性,在遮挡情况下较好地解决了目标的遮挡问题,同时多方向交会使前方交会具有冗余观测,增加了三维数据点的可靠性。     

单株立木图像信息的提取与解算

该文采用数码相机获取立木的图像信息，对单株立木图像信息的提取分别运用近景摄影测量DLT模型和双目立体视觉技术进行解算，解决了立木图像信息与立木二维坐标之间的解算问题.基于近景摄影测量技术树木图像信息的二维处理方法，简化了解算方程，提高了求解的运算速度.在提取单株立木形状参数时, 采用计算机双目立体视觉技术存在着操作复杂、成本高的缺点.实验结果表明，应用近景摄影测量技术提取单株立木图像信息的方法有效、可行.      

绿尾大蚕蛾形态及生物学观察

对绿尾大蚕蛾形态及主要生物学特性进行观察和试验,并系统描述了各龄形态特征。幼虫共6龄,其喜食寄主为核桃和杏树。用核桃、海棠、柳树、杏树、樱桃喂饲,其幼虫发育历期分别为32,43,50,36．7,34．7d。     

黄刺蛾在伊犁山区野杏林的发生与防治

黄刺蛾属鳞翅目刺蛾科害虫,以幼虫啃食树木叶片进行危害。幼虫适应性强,食性极杂,主要危害杏树、杨树、榆树、核桃等树种,在伊犁山区野杏林内以危害野杏树为主,发生严重时,叶片被吃光,严重影响树木正常生长。本文结合调查介绍黄刺蛾的形态特征,总结黄刺蛾在伊犁山区野杏林的发生规律,并提出防治措施,为今后伊犁山区有效防控黄刺蛾提供参考。     

不同坡向对华北落叶松林木生长的影响

[目的]研究坡向对华北落叶松林木生长的影响。[方法]以北沟林场华北落叶松人工林为研究对象,采用标准地调查法,根据调查资料,选择平均木进行树干解析,研究不同坡向华北落叶松人工林胸径、树高以及材积的变化规律。[结果]阴坡和阳坡林分的胸径、树高和材积的生长变化趋势大体一致,阴坡立地条件下胸径、树高和材积均高于阳坡;总体来看阴坡对华北落叶松的胸径和树高均有一定程度的影响,但对材积的平均生长量和连年生长量影响较大,两者在35、30 a时差异最大,最大差值分别为0.001 4、0.003 2 m3。[结论]处于阴坡的华北落叶松的胸径、树高、材积生长较阳坡优势明显。     

基于LIDAR数据的林冠层三维信息模型的提取与应用

该文应用机载激光雷达数据,获得了高精度的树冠底部地形信息及树高信息,提取了包含植被冠层高度的数字表面模型,即林冠层三维信息模型(DCM),结合研究区的数字高程模型(DEM)可以获得用常规方法很难准确获取的森林植被参数,如冠层垂直结构、森林高度、郁闭度等.在此基础上,制作了研究区的林木高度图,具有直观、形象等特点,有助于林业部门及时、准确地掌握森林资源相关信息,并可利用DCM获得森林密度、胸高断面积、蓄积量(生物量)及单木参数等森林植被参数.     

气象因素对核桃幼树抽条的影响及防止措施

研究分析了在和田地区核桃幼树抽条与诸气象因子的关系。结果表明:(1)日平均气温、日平均地温、日较差、日蒸发量、日平均风速、大气湿度等因子在达到任一极端值时,均不能使核桃幼树抽条;(2)冻土深度与核桃幼树抽条率极显著相关;(3)通过回归分析表明,落叶后的负积温、10cm地温负积温、蒸发量、低湿(相对湿度<30%)天数、高风速(高于月平均风速)天数和冻土深度与核桃幼树抽条率之间存在极显著的相关关系;(4)通过分析发现,低湿天数、低温负积温和高风速天数是影响核桃幼树抽条的主导因子,当达到78d、-142.2℃和68d时,使核桃幼树抽条;(5)通过试验和研究,提出了防止措施。     

应用高斯聚类的单木分割及树高和冠幅的提取

针对机载激光雷达点云中基于栅格化的冠层高度模型(CHM)所导致的原始点云数据丢失问题,提出了一种应用高斯模型聚类的单木信息提取方法。采用形态学开运算和高斯平滑方法形成高斯冠层最大模型(GCMM)能减少无关局部最大值对单木分割的影响,利用局部最大值法初步探测树冠顶点,通过最速下降法建立混合高斯模型得到树木位置和冠幅。利用聚类分析划分临近点云归属,进而实现单木参数准确提取,并提取单木最高点为树高。将点云分割方法应用于美国蓝岭地区6块圆形针叶林样地(r=30 m)。结果表明:单木分割F为0.89,正确分割单木树高提取精度95%,冠幅提取精度91%。结合实测数据对提取到的树高和冠幅进行相关性分析,树高R2=0.92,平均误差为-0.83 m;冠幅R2=0.84,平均误差为-0.42 m。相比于分水岭算法,高斯模型聚类方法F提高了11.2%,正确分割单木树高及冠幅提取精度提高了5.5%、5.8%,树高R2提高0.08,平均误差减少0.58 m;冠幅R2提高0.11,平均误差减少0.63 m。     

倾斜摄影测量技术提取油松单木信息

  目的  获取森林单木参数的信息是经营、管理森林过程中的一项重要内容。倾斜摄影测量技术以其多角度拍摄方法,成为目前高效获得单木信息的研究方法之一。  方法  本研究以内蒙古旺业甸油松林为研究对象,利用无人机倾斜摄影测量技术获取油松单木的树高、冠幅和材积,探究了4种不同的相片分辨率（1、0.5、0.25、0.1 m）对单木信息提取能力的影响。采用基于点云数据的均值漂移算法和基于冠层高度模型（CHM）的分水岭算法分割单木树冠,以样地实测单木参数和激光雷达提取的单木数据作为验证数据,探索了相片分辨率与单木提取能力的关系,比较了两种分割方法的准确度及最优分辨率。建立了基于CHM提取树高与单木材积的异速生长模型（y = 0.000 1x2.717,R2 = 0.571 7）, 并绘制了测区油松单木材积分布图。  结果  （1）摄影测量提取单木油松冠幅,分水岭算法和均值漂移分割算法均在0.5 m相片分辨率的分割准确度最好,且分水岭算法提取的冠幅较均值漂移算法有较少的漏分、过度分割,其F得分分别为0.87和0.82;而在0.5 m分辨率下均值漂移算法提取的冠幅数值准确度较好,分水岭算法和均值漂移算法得到的参考树冠与分割树冠的相关系数分别为0.850和0.892,且在P < 0.01水平上极显著。（2）分水岭分割算法和均值漂移算法提取油松树高的能力相近,0.5 m相片分辨率得到的单木树高平均误差最小且相差不大,分别为0.42和0.66 m。  结论  研究明确了倾斜摄影测量技术提取油松单木的关键方法和最佳相片分辨率参数,提高了调查效率,为设置合理无人机数据获取的参数提供了科学依据。