[发明专利]一种单木信息提取方法

说明书

本发明公开了一种单木信息提取方法，包括以下步骤：S1、扫描待测森林区域，得到原始点云；S2、基于统计分析技术，对原始点云进行去噪处理，得到去噪点云；S3、对去噪点云内的采样点进行滤波式分类，分类出地面点和非地面点；S4、根据非地面点构建待测森林区域数字表面模型DSM，采用TIN法根据地面点构建待测森林区域数字高程模型DEM，并计算数字表面模型DSM和数字高程模型DEM两者间的差值，得到冠层高度模型CHM；S5、基于分水岭算法，分割得到单木的树高和冠幅信息；本发明解决了传统技术对于单木信息的提取存在计算方法不足、难以克服地形劣势、结果不精确的缺点，从而导致过分割和欠分割的问题。

技术领域

本发明涉及激光雷达点云数据处理领域，具体涉及一种单木信息提取方法。

背景技术

随着遥感传感器技术及航空和航天平台技术的迅速发展，尤其是LiDAR技术的出现，为森林资源调查带来了新活力，使得林业资源调查工作更加的现代化，综合化，精细化。LiDAR主动向探测目标发射高频率的激光脉冲，并直接获取地物表面的精准三维空间坐标和回波信息等，在估测森林冠层高度及林木冠层空间结构方面具有独特优势，提高森林关键结构参数特别是冠层垂直结构参数的估测精度。然而，随着森林资源调查精细化程度的不断提高以及林业应用的不断深入，现有的一些技术已经不能满足相关工作的需求。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种单木信息提取方法解决了传统技术对于单木信息的提取存在计算方法不足、难以克服地形劣势、结果不精确的缺点，从而导致过分割、欠分割的问题，所以提出了一种基于单木信息提取的方法来更好的克服地形等劣势条件，让单木信息的提取结果变的更准确。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种单木信息提取方法，包括以下步骤：

S1、通过LiDAR激光雷达，扫描待测森林区域，得到原始点云；

S2、基于统计分析技术，对原始点云进行去噪处理，得到去噪点云；

S3、通过渐进加密三角网滤波算法，对去噪点云内的采样点进行滤波式分类，分类出地面点和非地面点；

S4、根据非地面点构建待测森林区域数字表面模型DSM，采用TIN法根据地面点构建待测森林区域数字高程模型DEM，并计算数字表面模型DSM和数字高程模型DEM两者间的差值，得到冠层高度模型CHM；

S5、基于分水岭算法，根据冠层高度模型CHM，分割得到单木的树高和冠幅信息。

进一步地，步骤S2包括以下分步骤：

S21、计算得到原始点云中每一个采样点与其最近邻域的n个采样点的距离值，并根据距离值，计算得到距离均值μ和距离标准差σ，其中n为正整数；

S22、遍历每一个采样点与其最近邻域的n个采样点的距离值，在遍历的每个环节中，删除当前采样点的最近邻域的n个采样点中距离值大于μ+std_mul×σ的采样点，得到去噪点云，其中std_mul为去噪阈值。

进一步地，步骤S3包括以下分步骤：

S301、以1米长度作为空间格网尺寸，对去噪点云的三维空间进行格网化划分；

S302、在格网化划分的三维空间中，选取每个格网内最低处的去噪点云采样点作为起始种子点，建立三角网；

S303、在去噪点云中随机选取一采样点记为被分析点；

S304、查询被分析点水平面投影所落入的三角网，记为被分析三角网；

S305、计算被分析点到被分析三角网的垂直距离d，以及被分析点到被分析三角网的三个顶点与被分析三角网所在平面所成角度的最大值α；