[发明专利]一种基于LiDAR点云数据的三维绿量估算及管理方法

权利要求书

1.基于LiDAR点云数据的三维绿量估算及管理方法，其包括以下步骤：

A、选用已识别了地面点及植被点的LiDAR点云数据作为数据源；

B、针对植被点云，采用自上而下的分割方法，依次实现单棵树木、灌木、草地点的分离提取；

C、对单棵树木点云，利用垂直方向上的点云分布特点自动检测到树冠位置，进而计算得到树冠点云的体积，即树冠三维绿量；

D、灌木及草地点云，则视为不规则圆柱体计算其体积。

E、将树木、灌木、草地的三维绿量作为矢量文件的属性输入，可在GIS平台实现三维绿量的管理分析。

2.根据权利要求1所述的三维绿量估算及管理方法，其特征在于，所述步骤A具体的包括：为保证估算精度，通过结合高清航拍影像的指导，人工识别植被点云，作为绿量估算的数据源。

3.根据权利要求1所述的三维绿量估算及管理方法，其特征在于，所述步骤B具体的包括：首先对植被点云进行高度归一化处理，确定最高点作为最高树的树顶点，根据平均树间距设定距离阈值，从该树顶点往下生长出属于该棵树的所有点云，标记为同一棵树后移除，继而寻找第二高的所有树点。重复此过程直至所有树木点都被标识为单棵树木，即完成单木分割。

4.根据权利要求1所述的三维绿量估算及管理方法，其特征在于，所述步骤B具体的还包括：提取完植被点中的所有树木点后，剩余的低矮植被点按照归一化高度值在0.5～2m间统一识别为灌木点，归一化高度值在0.5m以下的识别为草地点。

5.根据权利要求1所述的三维绿量估算及管理方法，其特征在于，所述步骤C具体的包括：将单棵树木点云在按高度值排序，计算该排序曲线的转折点即获得冠高的位置。

6.根据权利要求1所述的三维绿量估算及管理方法，其特征在于，所述步骤C具体的还包括：利用三维凸包法计算冠高位置以上点云的外包体积，即树冠绿量。

7.根据权利要求1所述的三维绿量估算及管理方法，其特征在于，所述步骤D具体的还包括：针对灌木及草地点云呈斑块状分布的特点，通过自动追踪各个斑块边界可得到斑块面积，各斑块内归一化高度的平均值作为斑块高度，即可以各个斑块为单位计算得到灌木及草地类植被点的三维体积。

8.根据权利要求1所述的三维绿量估算及管理方法，其特征在于，所述步骤E具体的还包括：单棵树木的树冠绿量作为属性赋给树顶点，灌木及草地的绿量分别赋给各个斑块，可在GIS平台上实现三维绿量的管理分析。