[发明专利]一种基于手机激光雷达的树木胸径获取方法

说明书

本申请公开了一种基于手机激光雷达的树木胸径获取方法，所述方法包括：在待测树林选取地面特征点作为三维坐标基准点建立三维坐标系；携带内置激光雷达的终端对树木的胸径进行测量获取数据胸径数据；将获取的所述胸径数据结合测量人员信息、时间信息、树种ID和所述三维坐标系确定最终的测量数据。通过类似拍照的简单、快捷地操作直接高效采集、存储、加工森林树木的胸径和干基三维坐标参数，构建地理空间数据集，提高数据的集成度、结构化和推广、融合应用性，方便森林经理与森林生态环境研究。同时配合RTK技术能实现厘米级定位，以达到提升森林经理野外调查的工作效率，助力森林碳汇核算和评估的目的。

技术领域

本申请涉及树木监测技术领域，具体涉及一种基于手机激光雷达的树木胸径获取方法。

背景技术

近年来，虽然随着3s技术的发展以及“互联网+智慧林业”的新技术、新思想、新业态的发展与革新，森林自然资源调查在许多技术方面有了长足的发展和革新进步，但林木资源监测与评价中仍然有许多方法和工具依然比较传统，在时间、资金、人力物力等方面成本高，然而效率低，这严重阻碍了当下自然资源保护、生态与资源评估、评价等工作的推进，尤其是在全球变暖、温室效益不断增强的全球气候变化的大背景下，森林碳汇已经被社会各界普遍认可是改善这一恶化趋势的最有效、最经济、最可持续的途径之一。

其中以林木调查中树木胸径测量为例，现有地面测量技术按是否接触待测树木，可分为两大类：接触式测量和非接触式测量，地面接触式测量（围尺、轮尺）最原始，同时也是目前应用最广泛的方法；非接触式大部分设备装置系统复杂、辅助条件多、上手性差、学习和使用成本比较高、价格昂贵，适用场景单一，大部分只适用于人工林或者苗圃等规律种植、地形环境简单的应用场景，推广应用性较差。

传统方法主要在以下几方面存在明显技术落后与缺陷。传统方法在数据采集方面：工具或简陋或笨重，功能单一，不利于外业携带、使用。人工逐株测量，工作量大，效率低。围尺、轮尺等工具测量时，操作、读数、记录等程序不便，主观性强，误差大，容易出错。利用纸笔手写的数据记录形式不直观，错漏不便修改检查。纸质记录，野外调查容易损毁、污染或丢失，数据安全性差。在数据处理方面：数据记录，读取，录入工作重复，工作量大，容易出错。不同时序数据，不易对比分析。在数据质量方面：人为操作误差大和主观性强是最大的弊端。

发明内容

本申请为了解决上述技术问题，提出了如下技术方案：

第一方面，本申请实施例提供了一种基于手机激光雷达的树木胸径获取方法，所述方法包括：在待测树林选取地面特征点作为三维坐标基准点建立三维坐标系；携带内置激光雷达的终端对树木的胸径进行测量获取数据胸径数据；将获取的所述胸径数据结合测量人员信息、时间信息、树种ID和所述三维坐标系确定最终的测量数据。

采用上述实现方式，能通过类似拍照的简单、快捷地操作直接高效采集、存储、加工森林树木的胸径和干基三维坐标参数，构建地理空间数据集，提高数据的集成度、结构化和推广、融合应用性，方便森林经理与森林生态环境研究。同时配合RTK技术能实现厘米级定位，以达到提升森林经理野外调查的工作效率，助力森林碳汇核算和评估的目的。

结合第一方面，在第一方面第一种可能的实现方式中，所述携带内置激光雷达的终端对树木的胸径进行测量获取数据胸径数据，包括：构建树干模型和测量环境；计算并识别树干上胸径测量位置；确定树木胸径测量中的多个中间参量；根据获取的中间测量确定最终的树木胸径。

结合第一方面第一种可能的实现方式，在第一方面第二种可能的实现方式中，所述构建测量环境，包括：设定胸径测量值位置在树干干基以上纵向（生长方向）几何中轴线上1.3m横截面位置；将树干横截面形状近似概括为圆形；定义树干胸径待测横截面圆形半径；确定手机激光雷达向拍摄方面垂直发射出的激光束与树干胸径待测横截面中心点所在的树干中心纵向几何中轴线在树干拍摄一侧的表面上的投影的交点所在的树干横截面圆形的半径；定义树干干基（树干与地面相交位置所在的横截面位置）位置横截面圆形半径。