[发明专利]一种三维激光点云提取植被冠层间隙率的方法

摘要

本发明属于激光雷达遥感技术领域，具体为一种三维激光点云提取植被冠层间隙率的方法。本发明通过地面三维激光雷达扫描系统，获取植被样方冠三维点云数据，不受观测时光照条件、相机和人为设置阈值的影响；然后通过点云数据转换坐标系统，将点云数据投影到球面和半球面区域划分，最终计算冠层间隙率。将点云数据投影到半球面表面求间隙率其结果的相关性得到保障，避免了采用体元模型表征树冠结构存在的失真、计算量大、算法耗时的问题。并且该方法能够快速、准确的提取植被冠层间隙率。

主权项

1.一种三维激光点云提取植被冠层间隙率的方法，具体步骤如下：步骤1、利用地面激光雷达扫描系统，获取样方植被冠层的三维点云数据；步骤2、将采集的三维点云数据从直角坐标转换到球面坐标；对采集的三维点云数据的区域范围，以样方中心点为原点，以激光雷达扫描范围为半径，获取样方三维激光点云空间坐标数据，然后将点云数据从直角坐标转换为球面坐标，其天顶角Ω，方位角θ计算如下：式中，x,y,z为三维点云数据坐标；步骤3、在投影半球表面划分区域；将点云数据按公式(1)计算得到天顶角Ω和方位角θ，天顶角范围0°到90°，方位角范围0°到360°，按天顶角Ω和方位角θ把点云数据投影到半球体表面，将半球体表面按天顶角Ω和方位角θ等度数划分为十万‑千万个区域，如有三维点云数据点投影到该区域，则该区域为冠层投影区域，否则该区域为间隙投影区域；步骤4、间隙率(gap fraction,P)的计算；将0°到90°的天顶角方向以5°为间隔分成18个区域，并以每个区域的中间天顶角值代表该区域的天顶角；通过统计各个天顶角方向区域的总划分区域个数和间隙投影的划分区域个数，得到该区域的间隙率P为间隙投影的划分区域个数与总划分区域个数之比，公式如下：