倾斜摄影测量技术提取南方人工林林下地形与单木参数
发布时间：2021-02-12 08:46
人工林资源信息遥感精准提取对于人工林资源的科学管理与经营具有重要意义。传统的测量手段难以获取大范围高精度的人工林地形、单木树高、冠幅和生物量参数。近年来,倾斜摄影测量克服了传统测量技术的缺点,成为获取三维地理信息的新型手段。为探究利用无人机倾斜摄影提取人工林结构信息的具体方法和应用方式,本文选择广西高峰林场为研究区,布设桉树、杉木和乡土阔叶树种样地15个并进行地面调查。对研究区进行无人机倾斜摄影和机载激光雷达数据获取。对无人机倾斜像片采用SFM-PMVS方法恢复测区三维点云,采用布料模拟滤波、渐进TIN加密滤波和渐进形态学滤波算法在不同郁闭度人工林分提取地面点,采用不同插值方法生成完整DTM,以激光雷达DTM作为林下地形验证数据检验精度。用激光雷达DTM归一化整个测区倾斜摄影点云和DSM。使用不同平滑窗口和固定窗口组合的局部最大值法提取单木树顶点与树高。在准确提取单木树顶点基础上采用标记控制分水岭分割算法和种子点区域生长算法分割单木树冠。使用提取的单木树高和其相应地上生物量拟合幂函数模型用以估测区域单木生物量并制图。单木参数提取精度均用实测值评价。结果表明:（1）倾斜摄影林下地形提取精...
【文章来源】：北京林业大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 引言
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状及趋势
1.2.1 倾斜摄影测量技术发展及原理
1.2.2 林下地形提取技术
1.2.3 森林结构参数提取技术
1.2.4 存在问题
1.3 研究目标
1.4 研究内容
1.5 技术流程
1.6 文章结构
2 研究区数据获取与预处理
2.1 研究区概况
2.2 数据获取
2.2.1 倾斜摄影测量数据获取
2.2.2 激光雷达数据获取
2.2.3 激光雷达数据预处理
2.2.4 地面样地调查
2.3 本章小结
3 倾斜像片三维重建及配准
3.1 SFM理论基础
3.1.1 相机成像模型
3.1.2 多视几何
3.2 增量式SFM三维重建
3.2.1 特征点检测与匹配
3.2.2 增量式重建
3.3 PMVS算法重建稠密点云
3.4 空间坐标转换
3.5 倾斜摄影与激光雷达点云配准
3.6 归一化倾斜摄影点云和DSM
3.7 本章小结
4 林下地形提取
4.1 地形提取算法
4.1.1 布料模拟算法
4.1.2 渐进TIN加密滤波
4.1.3 渐进形态学滤波
4.2 试验及结果
4.2.1 地面点滤波效果
4.2.2 不同滤波算法的地面点精度检验
4.2.3 插值地面点得到完整DTM并检验
4.3 本章小结
5 单木结构参数提取
5.1 提取方法
5.1.1 单木位置与树高提取方法
5.1.2 树冠面积提取方法
5.1.3 精度验证
5.2 单木结构参数提取结果
5.2.1 单木识别结果
5.2.2 树高提取结果
5.2.3 树冠提取精度
5.3 单木生物量估测
5.3.1 实测生物量计算
5.3.2 使用倾斜摄影测量树高建立模型
5.3.3 模型精度验证
5.3.4 小区域单木生物量制图
5.4 生物量与结构变量相关性分析
5.5 讨论
5.5.1 树高提取分析
5.5.2 单木树冠提取
5.5.3 单木生物量估测
5.6 本章小结
6 总结与展望
6.1 本文工作总结
6.2 创新点
6.3 未来工作展望
参考文献
个人简介
导师简介
获得成果目录
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]无人机遥感在林木冠幅提取中的应用[J]. 乔正年,马骏,徐雁南. 林业资源管理. 2019(01)
[2]七参数法在GPS-RTK测量中的运用分析[J]. 周宾喜,崔文刚,李云,母浩江,钟磊. 测绘与空间地理信息. 2019(02)
[3]InSAR林下地形测绘方法与研究进展[J]. 朱建军,付海强,汪长城. 武汉大学学报(信息科学版). 2018(12)
[4]基于机载激光雷达的林隙结构参数提取[J]. 李欢,李明泽,范文义,王斌. 林业科学. 2018(10)
[5]机载激光雷达森林垂直结构剖面参数的沿海平原人工林林分特征反演[J]. 刘浩,张峥男,曹林. 遥感学报. 2018(05)
[6]基于机载LiDAR的单木结构参数及林分有效冠的提取[J]. 耿林,李明泽,范文义,王斌. 林业科学. 2018(07)
[7]机载激光雷达森林资源调查系统的设计与试验[J]. 瞿帅,张晓丽,朱程浩,霍朗宁,刘会玲. 西北林学院学报. 2018(04)
[8]一种高郁闭度林分树高的估测方法[J]. 李祥,吴金卓,林文树,郑淯文. 测绘科学. 2019(07)
[9]基于无人机影像匹配点云的苗圃单木冠层三维分割[J]. 陈崇成,李旭,黄洪宇. 农业机械学报. 2018(02)
[10]基于无人3D摄影技术的雪松（Cedrus deodara）群落高度测定[J]. 王彬,孙虎,徐倩,田冀,李强,陈盈赟,杨汝兰,张志明. 生态学报. 2018(10)
博士论文
[1]利用倾斜影像进行三维数字城市重建的关键技术研究[D]. 朱俊锋.武汉大学 2014
硕士论文
[1]无人机在森林资源管理中的应用[D]. 贾茜.西北农林科技大学 2017
[2]基于无人机影像的运动恢复结构技术（SfM）研究[D]. 李永露.哈尔滨理工大学 2017
[3]机载激光雷达点云滤波算法研究[D]. 胡永杰.东华理工大学 2015
[4]机载激光雷达数据滤波生成DEM技术研究[D]. 靳克强.解放军信息工程大学 2011
本文编号：3030581
【文章来源】：北京林业大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 引言
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状及趋势
1.2.1 倾斜摄影测量技术发展及原理
1.2.2 林下地形提取技术
1.2.3 森林结构参数提取技术
1.2.4 存在问题
1.3 研究目标
1.4 研究内容
1.5 技术流程
1.6 文章结构
2 研究区数据获取与预处理
2.1 研究区概况
2.2 数据获取
2.2.1 倾斜摄影测量数据获取
2.2.2 激光雷达数据获取
2.2.3 激光雷达数据预处理
2.2.4 地面样地调查
2.3 本章小结
3 倾斜像片三维重建及配准
3.1 SFM理论基础
3.1.1 相机成像模型
3.1.2 多视几何
3.2 增量式SFM三维重建
3.2.1 特征点检测与匹配
3.2.2 增量式重建
3.3 PMVS算法重建稠密点云
3.4 空间坐标转换
3.5 倾斜摄影与激光雷达点云配准
3.6 归一化倾斜摄影点云和DSM
3.7 本章小结
4 林下地形提取
4.1 地形提取算法
4.1.1 布料模拟算法
4.1.2 渐进TIN加密滤波
4.1.3 渐进形态学滤波
4.2 试验及结果
4.2.1 地面点滤波效果
4.2.2 不同滤波算法的地面点精度检验
4.2.3 插值地面点得到完整DTM并检验
4.3 本章小结
5 单木结构参数提取
5.1 提取方法
5.1.1 单木位置与树高提取方法
5.1.2 树冠面积提取方法
5.1.3 精度验证
5.2 单木结构参数提取结果
5.2.1 单木识别结果
5.2.2 树高提取结果
5.2.3 树冠提取精度
5.3 单木生物量估测
5.3.1 实测生物量计算
5.3.2 使用倾斜摄影测量树高建立模型
5.3.3 模型精度验证
5.3.4 小区域单木生物量制图
5.4 生物量与结构变量相关性分析
5.5 讨论
5.5.1 树高提取分析
5.5.2 单木树冠提取
5.5.3 单木生物量估测
5.6 本章小结
6 总结与展望
6.1 本文工作总结
6.2 创新点
6.3 未来工作展望
参考文献
个人简介
导师简介
获得成果目录
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]无人机遥感在林木冠幅提取中的应用[J]. 乔正年,马骏,徐雁南. 林业资源管理. 2019(01)
[2]七参数法在GPS-RTK测量中的运用分析[J]. 周宾喜,崔文刚,李云,母浩江,钟磊. 测绘与空间地理信息. 2019(02)
[3]InSAR林下地形测绘方法与研究进展[J]. 朱建军,付海强,汪长城. 武汉大学学报(信息科学版). 2018(12)
[4]基于机载激光雷达的林隙结构参数提取[J]. 李欢,李明泽,范文义,王斌. 林业科学. 2018(10)
[5]机载激光雷达森林垂直结构剖面参数的沿海平原人工林林分特征反演[J]. 刘浩,张峥男,曹林. 遥感学报. 2018(05)
[6]基于机载LiDAR的单木结构参数及林分有效冠的提取[J]. 耿林,李明泽,范文义,王斌. 林业科学. 2018(07)
[7]机载激光雷达森林资源调查系统的设计与试验[J]. 瞿帅,张晓丽,朱程浩,霍朗宁,刘会玲. 西北林学院学报. 2018(04)
[8]一种高郁闭度林分树高的估测方法[J]. 李祥,吴金卓,林文树,郑淯文. 测绘科学. 2019(07)
[9]基于无人机影像匹配点云的苗圃单木冠层三维分割[J]. 陈崇成,李旭,黄洪宇. 农业机械学报. 2018(02)
[10]基于无人3D摄影技术的雪松（Cedrus deodara）群落高度测定[J]. 王彬,孙虎,徐倩,田冀,李强,陈盈赟,杨汝兰,张志明. 生态学报. 2018(10)
博士论文
[1]利用倾斜影像进行三维数字城市重建的关键技术研究[D]. 朱俊锋.武汉大学 2014
硕士论文
[1]无人机在森林资源管理中的应用[D]. 贾茜.西北农林科技大学 2017
[2]基于无人机影像的运动恢复结构技术（SfM）研究[D]. 李永露.哈尔滨理工大学 2017
[3]机载激光雷达点云滤波算法研究[D]. 胡永杰.东华理工大学 2015
[4]机载激光雷达数据滤波生成DEM技术研究[D]. 靳克强.解放军信息工程大学 2011
本文编号：3030581
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