[发明专利]一种复杂林分下的单木参数提取方法、系统、介质及设备

说明书

本发明涉及一种复杂林分下的单木参数提取方法、系统、介质及设备，其方法包括利用激光雷达获取目标单木的树干点云，并在垂直方向进行不同尺度的分层处理；对每种尺度分层处理后的每一层树干点云分别进行云聚类处理，得到对应的要素类别点云，并针对每类要素类别点云筛选出对应层符合树干特征的目标树干点云；将同一尺度对应的不同层的所有目标树干点云进行融合，再将不同尺度对应的所有目标树干点云进行融合，得到目标单木的单木参数信息。本发明实现对林分空间结构进行量化分析，在样地水平上描述林木在水平结构的分布以及垂直结构的分布，不受树种类型和人为主观经验影响，不受地域限制，能准确获取复杂林分下的单木参数信息提取精度较高。

技术领域

本发明涉及林业资源调查技术领域，尤其涉及一种复杂林分下的单木参数提取方法、系统、介质及设备。

背景技术

林木在空间内的分布能在一定程度上预测林分未来的生长变化，是森林经营管理中的一个重要因子。科学的分析林分的空间结构有利于为森林制定科学的经营方式，有利于森林的可持续发展。林分结构是指林木的分布格局及其属性在空间上的排列方式，是对林分发展过程中更新方式、竞争、自然稀疏和经历的干扰活动的综合反映，分析林分结构特征是分析林分功能的基础，探讨林分结构与林木生长变化之间的规律是解决一系列森林经营问题的理论基础。在评价森林经营中林分空间结构参数时，需要综合单木的结构参数进行科学评价，这也是现代森林经营发展方向。因此，如何快速精确的获取林分参数及单木参数成为现代林业的关键问题。现阶段获取单木参数的方法主要有以下几种：

1、样地调查。通过设置样地、实地调查，记录样地内林木的生长环境及逐棵调查并记录林木的参数，比如，胸径、树高及冠幅。但是，这种传统调查的方式费时费力，并且很大程度上受到人为因素的影响，并且由于地理区域的限制，有许多检测盲区，造成误差较大，所以很难快速准确的获取大面积区域森林的单木参数；

2、光学遥感技术调查。随着光学遥感技术的发展，在一定程度上也促进了生态学的进步，比如通过对高分辨率的遥感影像的解译确定林木生长的范围；从光学遥感影像的光谱信息中，获取森林分布的位置和面积，也能提供树种信息。但光学遥感易受天气影响，导致图像不准确；其次光学遥感只适用于地表可见的物质勘探与监控，无法获取林下结构信息，造成数据缺失，调查精度误差较大；

3、激光雷达技术调查。近年来随着激光雷达这一主动遥感技术的发展，对森林调查工作起着积极地推动作用。激光雷达对森林高度和垂直结构的探测能力强，在森林参数的定量测量和反演上取得了成功应用。目前利用激光雷达技术获取单木参数，主要针对简单林分，无法获取复杂林分下的单木参数；

综上所述，根据调查手段，过去的研究中获取单木参数的方法大致可分为样地调查、光学遥感调查和激光雷达技术调查三大类，这三大类单木参数的获取方法都存在一定的缺陷和问题，主要体现在：

a、选取样方对先验知识的要求高，人眼估测的主观性大， 野外地理区域限制较大，有许多检测盲区，造成误差较大；

b、调查方式以及数据处理方式费工费时；

c、光学遥感受天气影响较大，导致图像不准确；林下空间参数无法获取，造成信息缺失，准确度降低；

d、传统激光雷达技术调查方法，无法获取复杂林分下的单木参数。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种复杂林分下的单木参数提取方法、系统、介质及设备。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种复杂林分下的单木参数提取方法，所述方法包括如下步骤：

利用激光雷达获取目标单木的树干点云，并对所述树干点云在垂直方向进行不同尺度的分层处理；