[发明专利]一种基于树干曲面模型的树干材积获取方法

说明书

本发明公开提供了一种基于树干曲面模型的树干材积获取方法，包括：步骤1，对树干点云垂直分段；步骤2，逐一对各个垂直分段进行角度分区并计算角度分区的轮廓点；步骤3，修复角度分区缺失的轮廓点；步骤4，构建树干的曲面模型；步骤5，根据树干的曲面模型计算树干材积。本发明通过垂直分段与角度分区得到树干精确的轮廓点，建立在树干轮廓点上的树干曲面模型能真实地反映树干的凸凹不平、弯曲的连续性变化过程，能真实地反映树干的表面轮廓，且在计算树干材积时不受分段高度的限制，为准确提取树干生物量、碳储量与树干量材优化提供基础数据。

技术领域

本发明涉及一种树干参数提取技术，尤其是涉及一种基于树干曲面模型的树干材积获取方法。

背景技术

地面三维激光扫描技术(Terrestrial Laser Scanning Technology，简称TLS)是一种新型的测绘技术，产生于20世纪90年代。TLS可快速准确的获得目标物体表面的点云数据信息，从而可以快速构建目标物体的三维模型。经过近20多年来的发展，三维激光扫描仪已经可以连续快速地对被观测物体进行非接触式测量，其通过获取物体表面至扫描仪的距离和发射强度获取大量物体表面的三维点云数据。使用TLS提取林业相关参数是近10年来的研究热点。

树干材积是测树学中的基本测树因子，是树木经济价值的直接体现，也是计算树木生物量与碳储量的基础。传统上将树干简化为一个绕中心轴旋转的旋转体，以此为基础估算树干材积。然而树干形状是不规则的，旋转体的简化结构过于简化了树干的几何形状，在此基础上计算得到的树干材积必定与树干的真实材积存在着差异，也正因如此，如何准确计算树干材积是林业工作者一直关注的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种基于树干曲面模型的树干材积获取方法，采用树干激光点云构建树干曲面模型并由此精确计算树干材积。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于树干曲面模型的树干材积获取方法，包括如下步骤：

步骤1，对树干点云垂直分段；

步骤2，逐一对各个垂直分段进行角度分区并计算角度分区的轮廓点；

步骤3，修复角度分区缺失的轮廓点；

步骤4，构建树干的曲面模型；

步骤5，根据树干的曲面模型计算树干材积。

优选的，所述步骤1，对树干点云垂直分段，包括：

以高度为标准，计算树干点云中的最低点p_lowest，其中z_lowest为最低点p_lowest的高度值即最低点的Z轴坐标，并以所述最低点p_lowest为基础计算树干的高度；