本發(fā)明公開(kāi)提供了一種基于樹(shù)干曲面模型的樹(shù)干材積獲取方法，包括：步驟1，對(duì)樹(shù)干點(diǎn)云垂直分段；步驟2，逐一對(duì)各個(gè)垂直分段進(jìn)行角度分區(qū)并計(jì)算角度分區(qū)的輪廓點(diǎn)；步驟3，修復(fù)角度分區(qū)缺失的輪廓點(diǎn)；步驟4，構(gòu)建樹(shù)干的曲面模型；步驟5，根據(jù)樹(shù)干的曲面模型計(jì)算樹(shù)干材積。本發(fā)明通過(guò)垂直分段與角度分區(qū)得到樹(shù)干精確的輪廓點(diǎn)，建立在樹(shù)干輪廓點(diǎn)上的樹(shù)干曲面模型能真實(shí)地反映樹(shù)干的凸凹不平、彎曲的連續(xù)性變化過(guò)程，能真實(shí)地反映樹(shù)干的表面輪廓，且在計(jì)算樹(shù)干材積時(shí)不受分段高度的限制，為準(zhǔn)確提取樹(shù)干生物量、碳儲(chǔ)量與樹(shù)干量材優(yōu)化提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種樹(shù)干參數(shù)提取技術(shù)，尤其是涉及一種基于樹(shù)干曲面模型的樹(shù)干材積獲取方法。

背景技術(shù)

地面三維激光掃描技術(shù)(Terrestrial Laser Scanning Technology，簡(jiǎn)稱(chēng)TLS)是一種新型的測(cè)繪技術(shù)，產(chǎn)生于20世紀(jì)90年代。TLS可快速準(zhǔn)確的獲得目標(biāo)物體表面的點(diǎn)云數(shù)據(jù)信息，從而可以快速構(gòu)建目標(biāo)物體的三維模型。經(jīng)過(guò)近20多年來(lái)的發(fā)展，三維激光掃描儀已經(jīng)可以連續(xù)快速地對(duì)被觀測(cè)物體進(jìn)行非接觸式測(cè)量，其通過(guò)獲取物體表面至掃描儀的距離和發(fā)射強(qiáng)度獲取大量物體表面的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)。使用TLS提取林業(yè)相關(guān)參數(shù)是近10年來(lái)的研究熱點(diǎn)。

樹(shù)干材積是測(cè)樹(shù)學(xué)中的基本測(cè)樹(shù)因子，是樹(shù)木經(jīng)濟(jì)價(jià)值的直接體現(xiàn)，也是計(jì)算樹(shù)木生物量與碳儲(chǔ)量的基礎(chǔ)。傳統(tǒng)上將樹(shù)干簡(jiǎn)化為一個(gè)繞中心軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)體，以此為基礎(chǔ)估算樹(shù)干材積。然而樹(shù)干形狀是不規(guī)則的，旋轉(zhuǎn)體的簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)過(guò)于簡(jiǎn)化了樹(shù)干的幾何形狀，在此基礎(chǔ)上計(jì)算得到的樹(shù)干材積必定與樹(shù)干的真實(shí)材積存在著差異，也正因如此，如何準(zhǔn)確計(jì)算樹(shù)干材積是林業(yè)工作者一直關(guān)注的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于樹(shù)干曲面模型的樹(shù)干材積獲取方法，采用樹(shù)干激光點(diǎn)云構(gòu)建樹(shù)干曲面模型并由此精確計(jì)算樹(shù)干材積。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種基于樹(shù)干曲面模型的樹(shù)干材積獲取方法，包括如下步驟：

步驟1，對(duì)樹(shù)干點(diǎn)云垂直分段；

步驟2，逐一對(duì)各個(gè)垂直分段進(jìn)行角度分區(qū)并計(jì)算角度分區(qū)的輪廓點(diǎn)；

步驟3，修復(fù)角度分區(qū)缺失的輪廓點(diǎn)；

步驟4，構(gòu)建樹(shù)干的曲面模型；

步驟5，根據(jù)樹(shù)干的曲面模型計(jì)算樹(shù)干材積。

優(yōu)選的，所述步驟1，對(duì)樹(shù)干點(diǎn)云垂直分段，包括：

以高度為標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算樹(shù)干點(diǎn)云中的最低點(diǎn)p_lowest，其中z_lowest為最低點(diǎn)p_lowest的高度值即最低點(diǎn)的Z軸坐標(biāo)，并以所述最低點(diǎn)p_lowest為基礎(chǔ)計(jì)算樹(shù)干的高度；