应用地基激光雷达数据提取毛竹单木参数1)

黄兰鹰 官凤英

(国家林业和草原局-北京市共建竹藤科学与技术重点实验室(国际竹藤中心)，北京，100102)

竹林是我国森林资源的重要组成部分，具有优良的固碳能力，同时在促进产业和区域经济发展中发挥重要作用[1-3]，因此定期开展竹林资源调查具有重要意义。传统的竹林资源调查耗时、费力和费财，而地基激光雷达(TLS)作为一种主动遥感技术，能够直接、快速、精确地获取研究对象的三维坐标，并提供关于树木位置、株数、胸径以及树高等森林结构参数的精确信息，更加适合地面森林调查工作[4]。近年来，有许多学者已经开展了利用地基激光雷达进行单木识别和提取单木胸径的研究[5]。应用地基激光雷达数据估计单木胸径的方法可以分为两大类，一类是先对点云切片，然后投影到二维平面上，利用二维曲线进行拟合(包括圆拟合[6]、椭圆拟合[7]、霍夫变化圆拟合[8]和随机采样一致性圆检测[9])提取林木胸径，由于将点云投影到二维平面进行胸径拟合，三维降到二维以及点云投影导致噪声点参与曲线拟合，易导致拟合精度降低；另一类是利用点云在三维空间中的分布规律来估测胸径(包括聚类[10]、圆柱拟合[11])，该类方法虽然可以解决三维到二维计算造成的精度缺失，但是数据计算量相对较大，也会受到噪声的影响。因此，在茎干有足够多的点云时，地基激光雷达提取胸径的精度较高。但是受到遮挡导致茎干点云不足，极易影响地基激光雷达提取胸径的精度。……