一种三维激光点云数据自动获取林木树高的方法与流程

本发明涉及一种三维激光点云数据自动获取林木树高的方法。

背景技术：

目前，点云数据在林业领域快速发展，由于研究的需要，往往需要快速的获取林分参数信息，如何快速、有效获取全面的林分参数点云数据显得格外的重要。虽然通过使用地基三维激光点云数据提取林木信息的研究较为普遍，但整个林分点云数据作为提取林木信息，往往存在坡度对林木信息的提取产生较大的误差，无法精准的反映目标物的实际信息。

技术实现要素：

本发明的目的在于解决上述问题，而提供一种三维激光点云数据自动获取林木树高的方法，实现了更快速、更精准的树高获取。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种三维激光点云数据自动获取林木树高的方法，包括如下步骤，

步骤s1、扫描样地的布设；

步骤s2、点云数据的格式转换；

步骤s3、地面点云与对应局部最高处点云数据的拟合。

在本发明一实施例中，所述步骤s1中，扫描样地的布设的具体实现方式为：通过布设多个高度不一的扫描站点，通过三维激光扫描仪得样地三维激光点云数据。

在本发明一实施例中，所述步骤s2中，点云数据的格式转换的具体实现方式为：将三维激光扫描仪的获得的三维激光点云数据x3s转为笛卡尔坐标系的txt文本文档格式，将txt文档格式转换为las格式点云数据。

在本发明一实施例中，所述步骤s3中，地面点云与对应局部最高处点云数据的拟合的具体实现方式为：通过arcgis软件实现地面点云数据的分离，延伸至与地点云数据相对应的局部最高处点云数据，为提高提取精度，将点云进行体素化，将点云转化为体素，并拟合得到地面体素到冠顶体素之间的距离大小，从而得到林木树高。

相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明通过点云数据分层实现自动获取林木高度，避免了坡位对树高提取带来的误差，为今后进行相关研究的人员提供一个更快速、更准确获取林木高度的技术手段。

附图说明

图1为本发明方法流程示意图。

图2为地基遥感点云数据处理图。

图3为点云数据格式转换图。

图4为地面点云数据图。

图5为局部最高处点云数据图。

图6为点云体素化示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的技术方案进行具体说明。

如图1所示，本发明提供了一种三维激光点云数据自动获取林木树高的方法，包括如下步骤，

步骤s1、扫描样地的布设；

步骤s2、点云数据的格式转换；

步骤s3、地面点云与对应局部最高处点云数据的拟合。

具体的本发明方法实现方式如下：

首先，通过三维激光扫描仪获取目标物的三维激光点云数据；根据仪器配套的软件进行格式转化、点云去噪、拼接等预处理，得到需要的三维激光点云数据（图2），将导入的三维激光点云数据使用点云处理软件stonexreconstructor导出为文本文档的格式；使用cyclone点云数据处理软将目标物的文本文档的格式点云数据转化为las格式，以便后期处理（图3）。

通过gis软件将不同高程将地面点云数据与林木点云数据形成分离（图4）；以分离的地面点云数据为参考，延伸至与地面点云数据相对应的高度最大处的点云数据距（图5），同时将点云进行体素化（图6），将散乱的点云转为三维的体素，地面体素与冠层最高处体素之间的距离大小就是林木树高，方便研究者日后进行后续研究。

以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种三维激光点云数据自动获取林木树高的方法。首先，通过三维激光扫描仪得样地三维激光点云数据（X3S）；其次，将三维激光点云数据格式转为笛卡尔坐标系的TXT文本文档格式，将TXT文本文档格式转为通用格式（Las）；再而，基于GIS软件将地面点云数据分离，并以三维激光林木点云数据参考，按高度分类，提取距离地面高度最高的点云数据延伸至对应局部最高值；最后，以地面点云数据为参考，结合点云体素化的方法，拟合距地面高度最高的点云数据，将两者之间的距离大小作为林木树高。本发明通过点云数据获取过程实现快速自动提取林木高度，避免不同坡度对树高获取的带来的误差，为今后进行相关研究的人员提供一个更快速，更精准的获取树高技术手段。

技术研发人员：邓洋波;谢依达;谢巧雅;余坤勇;吴南锟
受保护的技术使用者：福建农林大学
技术研发日：2019.06.28
技术公布日：2019.10.01