[发明专利]一种基于三维激光扫描数据计算树冠表面积的方法

权利要求书

1.一种基于三维激光点云数据的树冠表面积计测方法，所述计测方法基于体元法，其特征是：利用三维激光扫描仪获取树木的点云数据，构建一个空间直角坐标系O-XYZ，以树冠最高点Hm和最低点Hn的连线为Z轴，垂直Z轴的冠径平面为XOY平面，分别计算X、Y、Z方向上点云坐标最大值与最小值的差，分别记为X_max、Y_max、Z_max，根据这三个差值来确定建立体元的范围，使其能完整包含所有点云，设定体元的边长大小为a，则在垂直方向可以分为n＝Z_max/a层,之后将每一层的正方形建立拓扑结构，统计独立边个数就可以求出树冠表面积；

其中拓扑结构的建立与判定如下：将第i层体元投影到水平面上，首先建立该层各个正方形的拓扑关系，判断正方形间的关系，从头到尾遍历各个正方形，记录当前正方形与其他正方形的邻接个数，如果与4个正方形邻接就说明有0条独立边，与3个正方形邻接就说明有1条独立边，与2个正方形相邻接则2条独立边，1个正方形邻接3条独立边，最后统计所有正方形的邻接个数得出每一层的独立边个数；

其中体元法计算树冠表面积的算法如下：将第i层体元投影到水平面，第i层独立边的个数为J_i，统计所有层的独立边的个数，则树冠表面积计算公式如下：其中Surface为树冠表面积，a为体元的边长，此处为0.1m，J_i为第i层独立边的个数，将每一层独立边的个数相加求和再与a²相乘就可以求出树冠的表面积。