[发明专利]基于激光回波强度的毛竹竹度判定方法

说明书

本发明公开了基于激光回波强度的毛竹竹度判定方法，涉及激光毛竹竹度判定技术领域。本发明包括建立矩形区域的样地，以样地四周及中心为测站架设三维激光扫描仪；对每段竹节中部以2cm*2cm大小窗口提取点云数据；对激光回波强度值进行距离测距值、入射角度改正；获取不同竹度竹秆竹节号与激光回波强度值的拟合模型。本发明通过三维激光扫描仪获取毛竹各竹段中部的点云数据，并对激光回波强度值进行距离测距值、入射角度改正；计算若干改正后激光回波强度值的平均值作为该段竹节的激光回波强度值，获取不同竹度竹秆竹节号与激光回波强度值的拟合模型；通过计算毛竹各段的激光回波强度值是否符合拟合模型，判定毛竹竹度，提高毛竹竹度判别效率和精确性。

技术领域

本发明属于激光毛竹竹度判定技术领域，特别是涉及一种基于激光回波强度的毛竹竹度判定方法。

背景技术

毛竹作为禾本科竹亚科刚竹属大型散生竹种，具有生长快、产量高、材质好、用途广、采伐周期短、成材早且经济价值高的特点，是目前世界上分布最广、栽培面积最大、经济效益显著的竹种。其木质部不像裸子植物或双子叶植物具有传统意义上的年轮可以查定年龄，这有别于常见的乔木树种。毛竹的竹株年龄(简称竹龄)与其生活强度、代谢能力、更新能力和竹材的力学性质有密切的关系，因此准确地判定毛竹年龄对于毛竹的栽培管理、采伐利用、科学研究等都具有重大意义，是必不可少的依据之一。

竹龄常用“度”来表示，一度代表两年，一年到两年生毛竹称为一度竹，三到四年生毛竹称为二度竹，以此类推。目前常用的竹龄判定方法主要有三种：

1)标记竹号法：毛竹由笋成竹时在竹秆上标记成竹年限，此方法可以准确判定毛竹年龄，但工作量大且容易造成漏标情况；

2)竹秆色皮法：毛竹竹秆随着年龄的增长，其表面颜色、蜡层和毛竹的寄生地衣特征会有变化。一度竹竹秆颜色呈青色且表面附着白色绒毛，二度竹竹秆呈青黄色，三度竹竹秆呈黄色皮，6年以上的为四度竹，颜色呈黄红色。该方法简单且容易识别，但容易误判的辨别毛竹年龄；

3)分枝换叶习性鉴定法：第一代毛竹的小枝是未定型的小枝,随着母竹年龄的增长，长出新的枝叶,在新枝生长发育的过程中，老枝脱落，并在枝干上留下痕迹，通过归纳整理，可得计算毛竹年龄的公式为:毛竹竹龄＝(2×枝迹数目)+着叶小枝年龄。该方法可以准确算出毛竹的真实年龄，但要求耐心分析，需要具有丰富的植物学知识和实践经验，且易受外界环境突变影响，如遇蝗虫灾害、火灾旱涝等外界环境突变影响则无法用此方法准确判断竹龄。

为了能够高效判别毛竹竹度，本发明提供一种基于激光回波强度的毛竹竹度判定方法。

发明内容

本发明的目的在于提供基于激光回波强度的毛竹竹度判定方法，用以解决背景技术中提出的问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为基于激光回波强度的毛竹竹度判定方法，包括如下步骤：

A00：建立矩形区域的样地，以样地四周及中心为测站架设三维激光扫描仪；

A01：选取一至七年生毛竹各8株，截取毛竹第一下枝以下至地面竹秆部位，对每段竹节中部以2cm*2cm大小窗口提取点云数据；其中，点云数据由若干激光回波强度值构成；

A02：对激光回波强度值进行距离测距值、入射角度改正；

A03：计算若干改正后激光回波强度值的平均值作为该段竹节的激光回波强度值；

A04：获取不同竹度竹秆竹节号与激光回波强度值的拟合模型：

y₁＝0.48x²-17.937x-1014.5

y₂＝-0.4425x²+12.983x-1157.8