[发明专利]一种基于激光雷达的林窗立体结构量测方法

权利要求书

1.一种基于激光雷达的林窗立体结构量测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：激光雷达数据的获取步骤以及预处理步骤；

所述的激光雷达数据是指由固定翼飞机或无人机搭载激光雷达扫描仪获取遥感数据；

每一个激光点的数据包括X，Y，Z坐标数据，以及回波强度数据；

步骤2：林冠层数据的处理步骤；

步骤3：林窗识别步骤；

步骤4：林窗立体结构测量步骤；

步骤2包括获取CHM、CSM和CPI数据的步骤；

所述的CHM是指冠层高度模型，CSM是指冠层梯度模型，CPI是指林冠空隙模型；

所述的步骤2的林冠层数据的处理步骤中：

(1)基于自适应不规则三角网(TIN)滤波方法将激光点云分类成地表点云和冠层点云，(a)采用第一栅格数据插值法将地表点云插值生成分辨率为R1的数字高程模型(DEM)数据，记数字高程模型数据为DEM数据；(b)采用第二数据插值法将冠层点云插值生成分辨率为R2的冠层表面模型(DSM)数据，记冠层表面模型(DSM)数据为DSM数据；

(2)基于DEM数据和DSM数据，采用差值法生成冠层高度模型(CHM)数据；

即有CHM(x，y)＝DSM(x，y)—DEM(x，y)；

x，y分别为栅格(x，y)的横坐标和纵坐标；

CHM(x，y)是栅格(x，y)上的高程差值；

(3)在CHM数据的基础上采用拟合曲面法计算冠层梯度，生成分辨率为R3的冠层梯度模型(CSM)数据；

(4)利用遥感图像处理软件，根据冠层点云占总点云数量的比例生成林冠空隙模型(CPI)数据，林冠空隙模型(CPI)数据记为CPI数据；CPI数据的分辨率为R4；CPI的每一个元素代表预定面积内的冠层点云占总点云数量的比例，取值范围0～100％，取值越大，越是代表林间空地。

2.根据权利要求1所述的基于激光雷达的林窗立体结构量测方法,其特征在于，步骤3中，构建基于CHM、CSM和CPI数据的林窗识别模型，并确定林窗识别模型参数，并得到最终识别结果；最终识别结果为林窗识别结果栅格图。

3.根据权利要求2所述的基于激光雷达的林窗立体结构量测方法,其特征在于，步骤4中，基于步骤3中的最终识别结果，对林窗面积、形状和边缘木高度特征进行三维空间测量，得到测量结果。