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基于激光雷達(dá)技術(shù)的林業(yè)資源三維立體調(diào)查系統(tǒng)

2023年02月22日 17:20南京躍飛智能科技有限公司點擊量:406

  激光雷達(dá)技術(shù)
 
  通過測量光脈沖從發(fā)射到返回接收機(jī)的時間獲取目標(biāo)地物的空間位置從而獲得精確三維信息。目前多用于創(chuàng)建超三維地圖和景觀、建筑模型等。攝影測量照片也能夠測算兩物體之間的具體,但是用激光雷達(dá)要準(zhǔn)確得多。激光雷達(dá)甚至可以詳細(xì)測算植被何時出現(xiàn)在地面上以及植被的密度。在高保真模式下,激光雷達(dá)無人機(jī)可以提供每平方米 100-500 個數(shù)據(jù)點的詳細(xì)信息,精度高達(dá) 2-3 厘米。
 
林業(yè)激光雷達(dá)三維調(diào)查技術(shù)
 
  1. 背包數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)研發(fā)
 
  研發(fā)基于SLAM算法的包數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),可在林下GPS 拒絕的條件下自動實現(xiàn)點云數(shù)據(jù)拼接。
 
  2.激光雷達(dá)數(shù)據(jù)獲取方式:機(jī)載激光雷達(dá)
 
  無人機(jī)激光雷達(dá)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)能夠獲取完整的森林冠層信息,并能顯著提高數(shù)據(jù)收集的效率、降低作業(yè)成本。
 
  低成本的無人機(jī)激光雷達(dá)系統(tǒng)可以獲取足夠的點密度和地面點密度用于林業(yè)資源參數(shù)提取。
 
  激光雷達(dá)精準(zhǔn)林業(yè)資源調(diào)查系統(tǒng)方案
 
  激光雷達(dá)森林資源調(diào)查體系,為林業(yè)現(xiàn)代化和生態(tài)文明建設(shè)提供信息支撐和決策依據(jù),采用了空地一體化技術(shù)用于數(shù)據(jù)采集,基于采集數(shù)據(jù)獲取的森林資源各項參數(shù)為森林資源的調(diào)查提供科學(xué)依據(jù),以三維數(shù)字化的方式進(jìn)行掃描,獲取空間本底數(shù)據(jù)。
 
  無人機(jī)與背包激光雷達(dá)數(shù)據(jù)融合,基于每個林分內(nèi)的樹木位置的組合具有**性的假設(shè),以樹木位置作為匹配特征,實現(xiàn)無人機(jī)與背包激光雷達(dá)數(shù)據(jù)之間的自動融合。
 
1.基于點云的單木分割
 
  單木分割,即從群體樹木點云中提取中單棵樹點云,是提取樹木參數(shù)的前提;
 
  結(jié)合針葉林和闊葉林的特征,提出了三種不同的基于點云的“自上而下”和“自下而上”分割算法,分割精度達(dá)到90%以上。
 
  2.參數(shù)提取:樹高與胸徑
 
  基于單木分割后的單木背包激光雷達(dá)點云數(shù)據(jù),通過圓柱擬合可以快速地提取樹木胸徑。
 
3.參數(shù)提取:枝下高
 
  根據(jù)點云的高度頻次分布曲線,尋找冠層底部的**個頻次分布突變點估算枝下高,精度可達(dá)88%。
 
4.參數(shù)提取:葉面積指數(shù)LAI
 
5.參數(shù)的提取:樹木構(gòu)型參數(shù)
 
  樹木枝干的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)重建是樹木構(gòu)型參數(shù)自動提取的前提,利用基于機(jī)器學(xué)習(xí)和圖論的方式實現(xiàn)樹木枝干結(jié)構(gòu)的拓?fù)渲亟ǎ⑦M(jìn)而自動提取樹冠構(gòu)型參數(shù)。
 
6.森林三維場景重建
 
  數(shù)字生態(tài)系統(tǒng)中包含了每棵樹的位置和結(jié)構(gòu)參數(shù)信息。
 
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