结合背负式激光雷达和无人机机载激光雷达的云南松单木胸径和树高提取
2024-06-21分类号:TN958.98;S791.257
【部门】西南林业大学林学院 云南绿汇景观工程有限公司
【摘要】【目的】探索基于背负式激光雷达(BLS)和无人机机载激光雷达(ULS)技术获取林分三维点云的优势,利用Li DAR360 MLS和LiDAR360软件实现单木胸径和树高的精准测量,确定效果较优的单木分割和提取方法。【方法】以云南省富民县罗免乡6个半径为15.0 m的圆形云南松Pinus yunnanensis天然纯林样地为例,采用最近迭代点算法(ICP)融合BLS和ULS点云,利用LiDAR360 MLS和LiDAR360软件对点云数据进行去噪、点云分类、归一化和单木分割,并提取单木胸径和树高,利用线性拟合方法建立实测值与估测参数的相关关系,评价胸径和树高的估测效果。【结果】LiDAR360 MLS基于深度学习分类相较于LiDAR360基于高程信息分类,提取的株数信息更符合实际,BLS和融合点云单木提取株数一致,召回率均达到100%。ULS通过种子点进行单木分割,效果较好,准确度、召回率和F测度分别为94.59%、88.98%、91.70%,但受冠层连通性影响,仍存在一定的欠分割和过分割情况;基于BLS胸径提取的决定系数(R~2)和均方根误差(E_(RMSE))分别达0.904和2.046 cm,基于BLS树高提取的R~2和E_(RMSE)分别为0.791、1.173 m。融合点云受树干周围离散点的影响,胸径提取效果相对BLS效果较差,R~2和E_(RMSE)分别为0.881和2.284 cm,但融合点云冠层和林下信息较完整,树高的估测精度较BLS高,R~2和E_(RMSE)分别为0.933、0.812 m。【结论】由于工作原理上的差异,ULS和BLS技术分别在获取冠上和林下点云方面各具优势,融合两者可达到互补的效果,能够更加精细地反映森林空间结构,实现胸径和树高的高精度提取。图5表3参28
【关键词】背负式激光雷达 无人机机载激光雷达 单木分割 云南松
【基金】国家自然科学基金资助项目(32160405)
【所属期刊栏目】浙江农林大学学报
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