[发明专利]一种普通手机任意摄影测定扇形样地林分蓄积的方法

摘要

本发明公开了一种普通手机任意摄影测定扇形样地林分蓄积的方法，其特征是利用普通手机对样地某一区域(区域内设立一个竖直花杆)进行近似于正直上下摄影，获取某一扇形区域的图像，通过图像中的竖直花杆，解算出摄影的焦距f，并通过双片确定图像的视差Δqi和摄影平移量h。利用各同名点计算出拍摄区域内所有立木的胸径、树高处的点坐标，然后求出立木的胸径、树高、树心坐标，根据距离的远近计算分析出林分的蓄积量。

主权项

一种普通手机任意摄影测定扇形样地林分蓄积的方法，其特征是：利用普通手机对样地某一区域(区域内设立一个竖直花杆)进行近似于正直上下摄影，获取某一扇形区域的图像，通过图像中的竖直花杆，解算出摄影的焦距f，并通过双片确定图像的视差Δqi和摄影平移量h。利用各同名点计算出拍摄区域内所有立木的胸径、树高处的点坐标，然后求出立木的胸径、树高、树心坐标，根据距离的远近计算分析出林分的蓄积量。其具体如下：①定焦f的测算，利用普通手机在S1处进行任意摄影，然后将手机在S2处进行任意摄影，原则上尽量保证S2点在S1点的正上方，且具有一段平移量h，并保证拍摄区域内同时一根定长花杆，花杆杆长均为l。在S1点处建立空间直角坐标系，S1的摄影中心点为坐标原点，以S1处拍摄照片的主光轴的反方向为Y方向，相片所在平面的水平方向为X轴方向，垂直方向为Z方向。首先利用两张像片上同名点所对应像素坐标确定双片的视差Δqi＝|v1i‑v2i|，利用数学模型确定平移量h。式中Δv为在S1拍摄的像片上定长花杆所对应的像素纵坐标的差值。利用数学模型可通过确定花杆距拍摄点S1的距离D来确定普通手机的摄影焦距f，Yi的值为D。②单株立木的胸径、树高、树心坐标的测量。基于拍摄为上下正直摄影，以S1为基准坐标系，则空间点A(XA，YA，ZA)在S1点获得图像所对应的像点坐标a1为(x1，y1，‑f1)，在S2点获得图像所对应的像点坐标a2为(x2，y2，‑f2)，对应转化成像素坐标即为(u1，v1)和(u2，v2)，利用数学模型计算胸径，利用数学模型计算树高。式中，Δu表示在S1 拍摄的像片上胸径处的横坐标的差值，Δv表示在S1拍摄的像片上树高处的纵坐标的差值。利用数学模型可计算树心坐标，其中，(Xi，Yi，Zi)为任意点在S1坐标系中的物方坐标，(ui，vi)为任意点在S1坐标系中的像方坐标。③扇形圆心角θ的确定，通过S1位置获取的像片确定所拍摄区域的圆心角θ，假设拍摄获取的像片的像素大小M×N，M为像片中水平面所在的宽幅，f1为计算出的S1位置的像片的摄影时焦距，利用数学模型θ＝2arctan(M/2f1)。④林分蓄积的测算方法，在S1的坐标系下，任意一株立木的中心坐标可通过测量胸径值时确定为(Xi，Yi，Zi)，任意一株立木与摄影位置的距离为Ri，并依此记录下立木编号、立木树种、立木胸径，中心坐标，距离Ri。利用数学模型(株/ha)可计算林分密度，数学模型可计算林分平均径阶，数学模型可计算林分蓄积。式中，Rn和dn为测量距离最远的第n株立木的距离和胸径值；fj为针阔叶的实验形数，θ为照片所拍摄形成的圆心角，H表示立木的平均树高。