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申请/专利权人：湖南工学院

摘要：采用机载激光雷达对落叶林树级参数测定的鲁棒分割方法，涉及森林资源监测技术领域，其包括以下步骤：对落叶林区域进行低空飞行激光雷达扫描和中空飞行激光雷达扫描并分别采集获得Leaf‑on数据和Leaf‑off数据，对所述Leaf‑on数据进行预处理和分析后采用多阈值分割的方法得到树冠参数，对所述Leaf‑off数据进行预处理和分析后分离出所有的树干雷达点，然后对得到的树干雷达点进行聚类得到树干参数，再将所述树冠参数和树干参数进行匹配从而得到单木，最后对所述单木进行分割和描绘，从中提取树级结构参数即完成相应落叶林树级参数的测定。本发明通过将多阈值分割和树干检测方法相结合，可提高树级参数提取的准确性。

主权项：1.采用机载激光雷达对落叶林树级参数测定的鲁棒分割方法，其特征在于：对落叶林区域进行低空飞行激光雷达扫描和中空飞行激光雷达扫描并分别采集获得Leaf-on数据和Leaf-off数据，对所述Leaf-on数据进行预处理和分析后采用多阈值分割的方法得到树冠参数，对所述Leaf-off数据进行预处理和分析后分离出所有的树干雷达点，然后对得到的树干雷达点进行聚类得到树干参数，再将所述树冠参数和树干参数进行匹配从而得到单木，最后对所述单木进行分割和描绘，从中提取树级结构参数即完成相应落叶林树级参数的测定；对所述Leaf-on数据或Leaf-off数据进行预处理的方法包括以下步骤：1将对应数据中的激光雷达点分为地面点和非地面点，基于地面点生成1米分辨率的数字高程模型DEM，采用最近邻法进行补空，采用平均法进行插值；2归一化雷达点间距并创建一个与标称点间距NPS相等的分辨率网格；3选择每个网格单元作为激光雷达表面点LSP的最高高程点来过滤激光雷达点云；4使用激光雷达衍生的DEM计算所有LSP的地面高度；5使用标准偏差等于NPS且半径为3×NPS的高斯平滑滤波器平滑LSP，以减少冠层内植被高度的微小变化；对所述Leaf-on数据预处理后进行多阈值分割的方法包括以下步骤：1根据激光雷达回波数对点云进行分层；2在每个分离的冠层内进行多阈值分割；3跨层组合树冠段；4描绘分割所得单个树冠；对所述Leaf-off数据预处理后分离出所有的树干雷达点的方法包括以下步骤：1将一个样地中的激光雷达点云拆分为高度为30米的Nl层；2计算每层激光雷达点ni的数量以及每层激光雷达点在样地中总点数中的百分比；3形成点沿高度方向分布的直方图；4搜索点密度超过预定阈值hbase的最低水平层lx；5将lx定义为分割平面，lx以下的点则是潜在的树干雷达点，包含一个或多个树干；将所述树冠参数和树干参数进行匹配从而得到单木的方法包括以下步骤：1给定林冠层数ilayilay＝1，2，3，检测到的树干数为jstemjstem＝0，1，2，…；2将每层中分段的树冠点簇投影到x-y平面上，检查与树冠点段相关的树干提取结果；3根据检测到的树干数量，树冠段与树干的匹配方法包括以下几种情况：3.1当某个投影面层内的树冠部分中不包含树干的投影点时，即树冠部分将被视为一个树枝，并合并到最接近它的树；3.2当某个投影面层出现一个树干包含在一个冠段内时，使树干与给定冠层内的树冠段作为候选匹配对，然后进一步确定它们的点簇是否组合在一起以勾勒出单木的整个结构；3.3当某个投影面层出现两个或两个以上树干包含在一个冠段内时，即判断为多个小树完全在一棵大树树冠的垂直投影范围内；3.4当某个投影面层出现树干正上方的区域中没有树冠段的情况时，即判断为没有冠段属于它，从而将它被视为枯树或低矮灌木，并将它从树干点簇中删除。

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