基于运动恢复结构的多株立木因子测量方法

  目的  提出基于运动恢复结构的多株立木因子测量方法,以解决目前基于三维点云的立木因子测量方法获取立木树高和胸径存在效率低或成本高的问题。  方法  ①使用智能手机环绕包含多株立木的场景拍摄一段视频,并采用固定帧采样法和差异值哈希算法自动提取立木视频中的关键帧图像,然后,基于运动恢复结构(structure from motion,SfM)算法处理立木关键帧图像,从而获取立木场景的原始三维点云;②在对原始三维点云进行预处理及初步分割后,运用条件欧几里得聚类算法对多株立木三维点云进行分割,以提取单株立木三维点云;③对立木三维点云使用最值遍历法和椭圆拟合法实现立木树高和胸径的自动测量。  结果  与真实值相比,本研究方法测得的树高、胸径的平均相对误差分别为1.96%、3.19%,均方根误差分别为0.133 3 m、0.533 7 cm,相关系数分别为0.987 9、0.962 1。  结论  该方法具有较高的树高和胸径测量精度,提供了一种便捷、低成本的多株立木因子三维测量方法。图6表1参27     

县级林业资源管理信息系统的结构研究与应用

目前县级林业信息化滞后和林业资源信息管理类软件十分缺乏,县级林业资源管理信息系统建设是今后一个时期内林业信息化的重点与难点.以县级林业资源为对象,对县级林业资源信息管理现状进行了充分调研,从县级林业资源管理特点和信息系统原理构架系统体系结构,基于应用需求和系统结构提炼系统功能,提出了县级林业资源信息系统建设的目标,创立了系统5层体系结构--基础数据层、公共平台层、专题数据层、功能组件和功能模块层以及应用系统层.充分考虑3S(GIS,GPS,RS)技术、数据融合与挖掘技术在县级林业资源信息管理中的作用和潜力,合理运用组件技术、数据库技术、集成技术等多种技术开发软件系统,实现了开放性与安全性、灵活性与通用性的统一.重点阐述县级林业资源管理信息系统建设的目标、基本原理、特点、结构以及功能,并简述了在临安市的实际应用.图2参15     

多源数据融合下的森林防火本底数据库建立

对森林防火三维本底数据库组成及特点进行分析,在空间信息技术、数据融合技术和三维建模技术等的支持下,提出基于MaDX和OpenGL为研究工具的森林防火三维本底数据库建立方法。该方法以OpenGL为技术基础,利用数字高程模型高程数据和OpenGL的纹理映射机制在三维地形上融合遥感数据,实现各种信息的三维真实显示。以Mapinfo所建立的属性数据为基础,通过坐标转换,实现二维矢量地图同三维地形的任意点、面的联动。在此基础上利用MapX组件从二维地图上获取乡镇边界、乡村边界和小班边界等森林资源数据,并同三维地形有机融合,实现森林资源数提的三维显示,最后融合防火资源数据和全球定位系统（GPS）数据,实现了防火队和防火物资等数据的融合与操作。     

生猪养殖业污水排放智慧监管系统的设计与实现

为了对生猪养殖业污水的治理过程进行监控和违规排污预警,该文提出了养殖污水实时监管策略,设计并实现了生猪养殖污水治理智慧监管系统。该系统通过信息采集模块收集养殖污水排放的实时数据,实现养殖污水实时数据监测、预警分析等功能。其中集中治理的监管是根据安装在槽罐车上的GPS数据和污水集中处理厂的信息,判断污水是否被运送到指定地点排放;工业治理的监管是采用模糊推理理论,以监管因子的浓度偏差及偏差变化率为输入量,相应的污水预警等级作为输出量,对监管因子进行模糊化及逻辑推理,建立相应的模糊监管子系统,生成工业治理监管规则及策略;针对生态治理的监管,构建了相应的监管策略和Ecological数学模型,该模型以监管策略为依据,对实时数据进行定性与定量分析预测,实现对偷排漏排、满溢等违规排污现象的判断。试验结果表明,系统预警准确度为96.17%,平均误差时间为33.22 s,违规排污量平均值为15.77 L,能够满足养殖污水排放监管要求,对提高监管效率具有重要意义。     

基于智能手机与机器视觉技术的立木胸径测量方法

针对现有森林资源调查中立木胸径测量工作劳动强度大、效率低,先进设备操作复杂、成本高等问题,结合相机标定、三维重建、机器视觉和近景摄影测量等技术,探索基于智能手机与机器视觉技术的立木胸径测量方法。通过智能手机获取待测立木的图像信息,运用Lab颜色空间模型(Lab color model)和3×3算子对图像进行卷积运算,得到立木图像的视觉显著图; 结合HSV颜色模型(色调H,饱和度S,明度V)中的H分量增强图像中立木树干部分的颜色对比度,通过图像分割算法识别并获取自然环境下的目标立木轮廓区域; 通过一种改进的带有非线性畸变项的相机标定模型标定智能手机的相机内、外参数,并借助相机参数和二维图像信息进行三维世界坐标重建,从而实现树干1.3 m处胸径的测量。经验证,一定距离内胸径测量结果的相对误差小于2.50%。该方法测量精度较高,符合森林资源调查对胸径测量的精度要求,可应用于森林资源调查。     

林业信息技术人才培养的研究与实践——以浙江农林大学为例

林业信息化是推动森林质量精准提升的有效途径。为此,在对林业信息技术人才培养研究与实践的现状进行总结的基础上,针对林业信息技术人才培养在目标和要求、规格和规范、方案和机制以及教学体系和政产学协同等方面存在的问题,以浙江农林大学计算机科学与技术专业人才培养改革为例,对林业信息技术人才培养的整体思路进行了设计,以期协同林业主管部门、企业、学校等多方资源加强林业信息技术人才培养。在林业信息技术人才培养改革的探索中主要采取了以下措施:一政产学对接,跟踪需求动态,明确人才培养目标;二政产学共商,明确人才培养规格,商定人才培养方案和机制;三政产学共建,统筹安排第一、二、三课堂教学,促进理论与实践结合;四政产学联动,协同多方资源,高效落实和完善人才培养方案。实践证明,林业信息技术人才培养改革取得了以下明显成效:建成6个由师生共同组成的校内教学科研实践子团队;在建立林业信息技术交叉复合型课程群的基础上确定了林业信息技术专业方向;聚焦林业问题开展综合性学科竞赛,在"挑战杯"竞赛中成绩优异;建成基于15个林业信息化软件及其运行数据的辅助实践教学平台;建成30个林业信息技术校外实践基地;所培养的林业信息技术人才质量较高,毕业生的综合能力明显增强,不仅在林业行业从事信息化工作具有优势,而且在一般IT企业的就业竞争力也有所提升,得到行业及社会的充分认可。     

森林防火监测型资源配置评价及优化方法

在三维空间分析等技术的支持下,以森林防火监测型资源的配置评价和优化为研究对象,在森林火险精准区划的基础上,采用监测率、盲区率、重复率等指标来评价森林防火监测型资源配置的合理性,并根据这些指标来对监测型资源的配置进行优化。以浙江省临安市板桥乡为例,实现了从数字高程模型（digital elevation model,DEM）中快速提取山顶点,并结合区域森林火险等级,对每个山顶点做可视域分析和叠置分析,在监测型资源给定的情况下,求算出该乡镇的监测率、盲区率、重复监测率、高火险区域监测率等指标,并根据预先设定的参数来对监测型资源的配置进行优化,使防火资源配置更加科学、合理、有效。图2表5参９     

“数字林业”及其若干关键技术分析与探讨

文章对"数字林业"的定义,定位与目标进行分析,指出"数字林业"是一个动态的、不断发展的概念,是随着相关技术的发展而发展的。文章重点分析了数字林业的体系结构,指明了其四个层次结构与3层逻辑结构。同时还详细分析了建设"数字林业"所需要的关键技术,如网络技术、海量数据存储技术、数据共享与互操作技术、数据挖掘与可视化技术等。     

基于Kinect相机的猪弯曲体尺测量算法研究

为解决猪体弯曲状体尺测量难、需借助标定尺还原真实体尺的问题,以长白猪为研究对象,基于Kinect相机获取猪体俯视和侧视深度图像,提出一种无需标定尺的猪体弯曲体尺测量方法.利用凸包络和最大外接轮廓,分别提取猪体头尾部、肩臀部和体高体尺测点,测算生猪体尺参数(体长、肩宽、臀宽、体高).结果表明,在猪体正常弯曲范围内(0°～40°),肩宽测量精度最高,平均相对误差不高于1.92％,臀宽、体高和体长平均相对误差不高于2.00％、2.64％和2.93％;在猪体非弯曲状态下,肩宽、臀宽、体高和体长平均相对误差分别为1.29％、1.26％、1.92％和2.33％,测量精度均优于现有猪体体尺测量方法.综上,文章提出的方法可实现猪体自然状态下体尺测量,且精度较高,同时具有良好普适性和鲁棒性,满足生猪实际生长状况监测需要.     

基于GIS的县级生态公益林管理系统的设计与开发

针对县级林业信息化中的生态公益林管理,设计开发了一个基于地理信息系统(GIS)的生态公益林管理系统.系统主要包括生态公益林管理、统计分析和结构分析等功能,并实现了空间数据和属性数据的集成管理与关联.在数据组织上,提出以县,乡(镇、林场),村,小班为多级单位组织数据,可避免由于采用图幅管理方式所带来的大量地物(如县、乡、村边界和小班等)被图幅线人为分割开的现象,也避免图幅分割所带来的处理过程复杂和小班的完整性被破坏的缺陷.在系统的功能结构方面,根据现行生态公益林管理的实际情况,将生态公益林管理系统划分为数据管理、专题图管理、结构分析、报表统计和图形输出等5大模块.图3参15