[发明专利]一种基于立体摄影测量获取树木枝干因子的方法

摘要

本发明公开一种基于立体摄影测量获取树木枝干因子的方法。通过使用3D数码相机拍摄获取单木的立体相片，以多个圆柱体分段模拟树干、树枝，还原树木枝干形态，获取树木一级枝、二级枝、三级枝的基部枝径、枝干夹角以及枝方位角等树木枝干因子。提高了树木枝干因子获取的效率和精度，克服了以往树木枝干因子难以测量、精度不高的缺陷。

主权项

一种基于立体摄影测量获取树木枝干因子的方法，其特征是：以单木为研究对象，以3D数码相机为拍摄工具，对单木进行立体摄影，将多个圆柱体分段模拟树干、树枝，还原树木枝干形态，计算获取树木一级枝、二级枝、三级枝的基部枝径、枝干夹角以及枝方位角等树木枝干因子。具体步骤如下：1)在树木落叶之后的冬季，选取单木观测范围良好的拍摄点，利用3D数码相机对单木进行拍摄，获取单木枝干立体相片数据；2)将单木的立体摄影数据，根据点云密度和距离，以N个小圆柱体分段模拟树干、树枝，还原整棵树木的枝干形态；3)通过计算第一个一级分枝处的模拟圆柱体的直径，获取第一个一级分枝的直径d1；4)通过计算第一个一级分枝处的模拟圆柱体的中心轴L1，与主干处模拟圆柱体的中心轴的夹角，获取第一个一级分枝与主干的夹角α1；5)通过第一个一级分枝处的模拟圆柱体的中心轴L1，投影到与垂直于树高方向(Z)的平面(XY)上的直线L1′，计算L1′与平面XY上正北方向的夹角，获取第一个一级枝的方位角β1；6)通过重复步骤3)、4)、5)计算得到第二个、第n个一级枝的枝径(d1，d2，……，dn)、枝干夹角(α1，α2，……，αn)、枝方位角(β1，β2，……，βn)；7)同样，通过计算第一个一级分枝上的第一个二级分枝处的模拟圆柱体的直径，获取第一个一级分枝上的第一个二级分枝的直径d1‑1；通过计算第一个一级分枝上的第一个二级分枝处的模拟圆柱体的中心轴L1‑1，与第一个一级分枝处模拟圆柱体的中心轴的夹角，获取第一个二级分枝与第一个一级分枝的夹角α1‑1；通过第一个一级分枝上的第一个二级分枝处的模拟圆柱体的中心轴L1‑1，投影到与垂直于树高方向(Z)的平面(XY)上的直线L1‑1′，计算L1‑1′与平面XY上正北方向的夹角，获取第一个一级枝上的第一个二级枝的方位角β1‑1；8)同样，重复步骤7)得到第一个一级枝上的m个二级枝的枝径(d1‑1，d1‑2，……，d1‑m)、枝干夹角(α1‑1，α1‑2，……，α1‑m)、枝方位角(β1‑1，β1‑2，……，β1‑m)，第一个一级枝上的第一个二级枝的u个三级枝的枝径(d1‑1‑1，d1‑1‑2，……，d1‑1‑u)、枝干夹角(α1‑1‑1，α1‑1‑2，……，α1‑1‑u)、枝方位角(β1‑1‑1，β1‑1‑2，……，β1‑1‑u)。