[发明专利]基于激光雷达智能检测树木倒伏的方法

说明书

一种基于激光雷达智能检测树木倒伏的方法，包括步骤，采用具有机载激光雷达的飞行器飞临待观测林地；获取飞行器机载激光雷达数据，将激光雷达数据数据与飞行导航定位数据结合，得到带地理坐标信息的待观测林地的点云数据；将所述点云数据进行归一化处理；设置搜寻阈值，使用基于CHM冠层高度模型的分水岭分割算法，得到可能存在树木倒伏区域位置；基于前一步骤生成种子点，进行地面种子点生长，计算其弯曲角度判断是否为倒伏树木，并返回其坐标信息。

技术领域

本发明属于环境检测技术领域，特别涉及一种基于激光雷达智能检测树木倒伏的方法。

背景技术

在林地中，由于大风天气、强降雨天气或是人为损坏，经常会有树木倒伏的情况发生，若不及时采取措施，会影响树木的正常生长，造成树木质量下降，严重者甚至死亡。而一些发生在道路旁的树木倒伏，更会严重影响交通安全，所以对于树木倒伏的情况需要及时处置。

发明内容

本发明实施例之一，一种基于无人机载激光雷达的树木倒伏检测方法。采用具有机载激光雷达的无人机飞临待观测林地；获取飞行器机载激光雷达数据，将激光雷达数据数据与飞行导航定位数据结合，得到带地理坐标信息的待观测林地的点云数据；将所述点云数据进行归一化处理；设置搜寻阈值，使用基于CHM冠层高度模型的分水岭分割算法，得到可能存在树木倒伏区域位置；基于前一步骤生成种子点，进行地面种子点生长，计算其弯曲角度判断是否为倒伏树木，并返回其坐标信息。

本发明采用激光雷达点云处理，实现了点云附带地理信息和树木的分割，为倒伏树木判定节省了计算时间，并且提升了数据的精度，有利于大面积树木倒伏的调查。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本发明示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本发明的若干实施方式，其中：

图1根据本发明实施例之一的树木倒伏检测方法处理流程图。

具体实施方式

倒伏是树木风灾的常见后果，树木倒伏后很难存活。树木倒伏带来经济损失的同时也使生态平衡遭到了破坏，环境受到影响。树木倒伏的另一灾害就是影响人类生命安全。因此，需要对树木倒伏的情况进行观测评估，以采取相应的措施，降低危害和损失。

现在对于树木倒伏的评估方法有观测经验法、归纳统计法、力学模型法等。具体来说，

(1)观测经验法，是通过观测林木的形态特征和缺陷实现对树木倒伏风险性评估，这种方法准确度取决于评估人的知识水平。缺陷评估内容主要包括树洞、裂纹、枯萎程度、溃伤以及结构缺陷，然而这种方法只是定性判断树木的倒伏情况，但想要更加精准的评估就无法进行了。

(2)归纳统计法，对某地区长时间的树木进行检测并进行回归分析，可以得到一些较为重要的因素，甚至可以分析出树木倒伏发生时所处的风力等级范围。我国大多数树木倒伏的评估方法也采用的是统计法，但这个方法也存在一定的缺陷，需要大量的观测数据进行回归预测，而且预测的结果也不能很好的说明树木各种参数与倒伏之间的关系，所以得出的结论仅能在实验地区使用，局限性较大。

(3)力学模型法，相较于前两种方法解决了它们的缺点，可以通过建立力学模型的方式在大部分立地环境中计算出树木倒伏的临界风速，具体来讲，力学模型是一种定量分析的方法，可以有效避免观测经验法和归纳统计法中预测说带来的模糊性，但是大部分的力学模型并不是特别完善，只专注于树木的力学性质，忽略了树木倒伏的生成因素是多样的、复杂的。所以使用现有力学模型得出的结果与实际情况还是有一定差距的。

(4)激光雷达，是一种新型的主动式遥感技术，能够精确的获取对象相较于激光发射器的三维坐标信息，在三维冠层信息的获取方面有极大的优势。激光雷达系统可以用于林木高度估测，但是由于激光雷达获取数据时，受天气、地形、成本等因素的影响较大，例如激光雷达在雾天进行测量时会产生大量噪点，所以也有一定局限性。