[发明专利]一种基于伞骨法与冠高比的树木冠层结构信息提取方法

摘要

本发明公开了一种基于伞骨法与冠高比的树木冠层结构信息提取方法，该度量方法包括如下步骤步骤1)基于单次回波点云数据构建树冠高度模型，即在数字地面模型的基础上滤除非植被信息，获得包含仅植被分布及高度信息的基准图；步骤2)基于活动窗口的局部最大值搜索法，从所述基准图中提取单株立木的顶点；步骤3)在树顶检测结果基础之上，采用“伞骨算法”进行树冠投影边界识别，分离单体树木并确定各自树冠的边界位置，得到树冠边界识别结果；步骤4)结合树顶检测结果与树冠边界识别结果，基于伸缩圆与冠高比的树冠体积计算方法生成单体树冠体积分布图。步骤5)通过计算图像平均梯度反演冠层孔隙率，修正因树冠内部枝叶间存在的大量空隙而造成的计算误差，进一步提升步骤4)中的树冠体积反演精度。

主权项

一种基于伞骨法与冠高比的树木冠层结构信息提取方法，该方法包括如下步骤：步骤1)基于单次回波点云数据构建树冠高度模型，即在数字地面模型的基础上滤除非植被信息，获得仅包含植被分布及高度信息的基准图；所述步骤1)的具体方法为：a)基于改进的分水岭算法对航空影像进行边缘特征提取；b)基于航空影像的红色和近红外波段计算得到NDVI；c)利用最大类间差算法(OTSU)确定NDVI最佳分割阈值；d)根据阈值，划定植被区域；e)借助投票法修正二维植被信息提取结果；步骤2)基于活动窗口的局部最大值搜索法，从所述基准图中提取单株立木的顶点，也即最高点；步骤3)在树顶检测结果基础之上，采用“伞骨算法”进行树冠投影边界识别，分离单体树木并确定各自树冠的边界位置，得到树冠边界识别结果；“伞骨算法”是选用树顶作为中心，从中心位置开始，沿相等旋转角的各条伞骨线由近及远顺次遍历，通过判断前一像素hi与后一像素hi+1的高度值关系，决定是否停止搜索；停止条件如下：①hi+1＝0；②hi‑hi+1≥H/3；③hi‑hi+1＜0，其中，H为树高；步骤4)结合树顶检测结果与树冠边界识别结果，基于伸缩圆与冠高比的树冠体积计算方法生成单体树冠体积分布图；步骤5)通过计算图像平均梯度反演冠层孔隙率，修正因树冠内部枝叶间存在的大量空隙而造成的计算误差，进一步提升步骤4)中的树冠体积反演精度。