[发明专利]一种基于无人机高分辨率影像的单木高度测量方法及系统

说明书

本发明提出了一种基于无人机高分辨率影像的单木高度测量方法及系统，其中，该基于无人机高分辨率影像的单木高度测量方法包括步骤：S1，获取无人机摄像机拍摄的影像，并生成DTM和DSM，同时提取影像中的阴影；S2，将所述阴影进行分割，以提取单株树木的第一阴影；S3，提取单株树木对应的DSM数据并进行校正；S4，融合原始DSM数据和校正后的DSM数据，并确定树冠部分的DSM数据；S5，根据树冠部分的DSM和DTM数据，计算出树木高度。本发明利用树木阴影获取树木高度仅仅依靠高精度的航拍影像，便可以快速获取树木的高度，高效便捷，实用性高。

技术领域

本发明涉及树木高度测量技术领域，尤其涉及一种基于无人机高分辨率影像的单木高度测量方法及系统。

背景技术

随着无人机技术日趋成熟，无人机的制造成本大幅降低，其在各个领域得到了广泛应用，除军事用途外，还包括农业植保、电力巡检、警用执法、地质勘探、环境监测、森林防火以及影视航拍等民用领域，且其适用领域还在迅速拓展。

城市绿化不但可以产生直接的经济效益，同时城市林业为减少城市污染、提高人们的工资效率、调节城市温度等方面都产生了不可估量的间接的经济效益。城市绿化对城市经济发展的重要性已经引起了人们的高度重视。

获取城市树木高度对于林业调查有着非常重要的作用，获取树木高度的方法比较多，但是现有的城市树木高度的测量方法的便捷性和实用性不高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述不足，提出一种基于无人机高分辨率影像的单木高度测量方法及系统，以用于快速便捷的获取城市树木的高度。

该基于无人机高分辨率影像的单木高度测量方法包括步骤：

S1，获取无人机摄像机拍摄的影像，并生成DTM和DSM，同时提取影像中的阴影；

S2，将所述阴影进行分割，以提取单株树木的第一阴影；

S3，提取单株树木对应的DSM数据并进行校正；

S4，融合原始DSM数据和校正后的DSM数据，并确定树冠部分的DSM数据；

S5，根据树冠部分的DSM和DTM数据，计算出树木高度。

进一步地，在步骤S1中，通过Pix4D生成DSM和DTM，并使用eCognitionDeveloper进行影像分割，对分割后的图像对象进行分类，并提取阴影。

进一步地，步骤S2具体为：

在提取无人机影像的阴影之后，对该阴影进行分割，提取单株树木的第一阴影，将第一阴影生成新图层T₁，并将该第一阴影边界导出为矢量文件V₁。

进一步地，步骤S3中，单株树木对应的DSM数据的提取过程如下：

根据DSM对矢量文件V₁进行偏移以形成新文件V₂，将新文件V₂作为树木阴影对应DSM的边界。

进一步地，步骤S3中，单株树木对应的DSM数据的校正过程如下：

S31，构建无人机飞行参数、太阳高度角与外方位元素的特征函数模型；

S32，将单株树木的第一阴影导入特征函数模型中，以获得第二阴影；

S33，计算第一阴影和第二阴影的重叠度d，当d＝0.3时，执行步骤34；重叠度d的计算公式如下：

其中，S₁为第一阴影的面积；S₂为第二阴影的面积；S₂₁为第一阴影和第二阴影重叠部分的面积；