基于UAV LiDAR单木点云的森林特征参数反演

发布时间：2023-04-02 14:10

　　森林在陆地生态系统中起着关键作用,而单株树木的分割以及单木结构参数和森林特征参数的估算是许多森林研究工作的基础。具有高空间分辨率的UAV LiDAR(Unmanned aerial vehicles using light detection and ranging)探测技术能穿透森林冠层、绘制森林三维结构和林下地形信息,因此在森林应用中有着巨大的潜力。从LiDAR数据中分割单木点云,并估算森林特征参数已成为林业研究热点之一。本文基于UAV LiDAR数据提出了两种直接基于点云的单木分割方法并进行森林参数反演,以江苏省盐城市东台国营林场为研究区,并选取包含水杉、杨树树种的七个30m方形样地进行验证,具体内容如下:(1)基于下采样的mean shift–NCut单木分割法:对高度归一化后的非地面点云,采用mean shift算法进行粗分割,再用迭代的NCut算法精分割。结果表明,该方法的分割精度DET达到0.90,漏分比例OM为0.10,过分比例COM为0.11。(2)自适应核带宽的mean shift分割法:根据相应的树冠直径确定最佳核带宽的值,然后采用mean shift分割出单木点...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 基于机载LiDAR的单木分割研究方法
        1.2.2 基于机载LiDAR的森林参数提取研究方法
    1.3 研究内容与技术路线
        1.3.1 研究目标
        1.3.2 研究内容
    1.4 章节安排
第二章 研究区与数据
    2.1 研究区介绍
    2.2 UAV LiDAR数据
    2.3 验证数据
    2.4 本章小结
第三章 UAV LiDAR单木分割与森林特征参数反演
    3.1 数据预处理
    3.2 算法原理
        3.2.1 mean shift算法原理
        3.2.2 NCut算法原理
    3.3 单木分割算法
        3.3.1 基于下采样的mean shift-Ncut单木分割
        3.3.2 自适应核带宽的mean shift
    3.4 基于单木点云的森林参数反演
        3.4.1 基于UAV LiDAR的单木变量提取
        3.4.2 单木与林分参数统计建模
    3.5 本章小结
第四章 实验结果与讨论
    4.1 数据预处理
        4.1.1 参数设置
        4.1.2 精度评价
    4.2 基于下采样的mean shift-NCut单木分割
        4.2.1 参数设置
        4.2.2 精度评价
    4.3 自适应mean shift单木分割
        4.3.1 参数敏感性分析
        4.3.2 精度评价
    4.4 单木分割方法对比实验
    4.5 点云密度敏感性分析
    4.6 森林特征参数估算结果与精度评价
    4.7 本章小结
第五章 结论和展望
    5.1 研究结论
    5.2 创新点
    5.3 研究不足与展望
参考文献
致谢
作者简介



本文编号：3779364