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基于激光点云数据的单木特征因子提取方法设计任务书

 2022-01-06 21:42:06  

全文总字数:2326字

1. 1. 毕业设计(论文)的内容、要求、设计方案、规划等

城市树木是城市生态系统和城市景观的重要组成部分,它在减缓暴雨引起的城市地表径流、降低汽车尾气对于城市环境的污染、缓解城市街道峡谷区域夏季的热量聚集和减弱街道噪声等方面有特殊作用。城区树木参数的有效测定为城市绿化调查,城市绿化生态效益评价,城市绿化精准管理提供有用信息,对城市绿化的规划设计具有重要意义。当前城区树木测树因子获取以人工实测为主,一般采用围尺、皮尺、测高计等工具直接测量胸径、树高、枝下高、冠幅等因子,或者采用攀爬的方式测量树冠特征,或者将立木伐倒之后测量相关的特征参数,工效低、耗时长。因此,探索一种基于现代数据采集手段的城区树木信息提取方法,实现自动、快速、准确的城区树木关键参数测定具有重要的理论意义和实践价值。 激光雷达(light detection and ranging,lidar)作为一种主动遥感技术,通过发射激光能量和接收返回信号的方式,获取高精度的森林空间结构和林下地形信息,在最近十几年得到迅速发展,在森林经营管理与生态系统研究中具有广阔的应用能力。 本课题研究基于激光点云数据的单木特征因子提取方法设计,采用移动激光测量技术获取城区道路两侧三维空间点云数据,自动识别分割单木,提取树高、冠幅、树冠体积等单木形态结构关键参数。研究成果将拓展lidar技术在城市树木探测中的应用,提升城市树木测量的智能化水平,为城市单木参数提取提供一种低成本、高工效的崭新途径。

课题主要工作包括:

(1)对激光点云序列进行坐标变换、感兴趣区域提取。

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2. 参考文献(不低于12篇)

[1]郭庆华, 刘瑾, 陶胜利等. 激光雷达在森林生态系统监测模拟中的应用现状与展望[M]. 科学通报, 2014(6):459-478. [2]徐伟恒, 冯仲科, 苏志芳等. 一种基于三维激光点云数据的单木树冠投影面积和树冠体积自动提取算法[M]. 光谱学与光谱分析, 2014(2):465-471. [3]巩垠熙, 何诚, 冯仲科. 基于改进Delaunay算法的树冠三维重构单木因子提取[M]. 农业机械学报, 2013,44(2):192-199. [4]樊仲谋, 冯仲科, 郑君等. 基于立方体格网法的树冠体积计算与预估模型建立[M]. 农业机械学报, 2015,46(3):320-327. [5]管西鹏. 树木三维点云数据分析与建模技术研究[D]. 中南林业科技大学, 2015. [6]毛佳红, 娄小平, 李伟仙等. 基于线结构光的双目三维体积测量系统[M]. 光学技术, 2016(1):10-15. [7]张卫正, 董寿银, 王国飞等. 基于机载LiDAR数据的林木冠层投影面积与体积测量[M]. 农业机械学报, 2016,47(1):304-309. [8]狄婧. 云数据融合过程的优化方法研究与仿真[M]. 计算机仿真, 2015,32(12):396-399. [9]吴石, 李荣义, 刘献礼等. 基于自适应采样的曲面加工误差在机测量方法[M]. 仪器仪表学报, 2016,37(1):83-90. [10]陈超, 王晓东, 姚婷. 基于图像显著性的立体视频宏块重要性模型[M]. 计算机工程, 2016,42(1):260-264. [11]刘芳, 冯仲科, 杨立岩等. 基于三维激光点云数据的树冠体积估算研究[M]. 农业机械学报, 2016,47(3):328-334. [12]步国超, 汪沛. 三维树木点云数据处理软件系统设计[M]. 计算机应用与软件, 2016,33(4):68-71. [13]姜衍猛. 基于MATLAB的数据采集与分析系统的研究及设计[D].山东大学, 2012. [14]许凯. 基于MATLAB的MFAC工具箱开发[D]. 北京交通大学, 2011.[15]王俊国, 王永骥, 万淑芸. MATLAB图形用户界面环境下的实时控制系统[M]. 仪表技术与传感器, 2004(9):27-29.[16]POLO J R R, SANZ R, LLORENS J, et al. A tractor-mounted scanning LIDAR for the non-destructive measurement of vegetative volume and surface area of tree-row plantations: a comparison with conventional destructive measurements[J]. Biosystems Engineering, 2009, 102(2): 128-134.[17]ROSELL J R, LLORENS J, SANZ R, et al. Obtaining the three-dimensional structure of tree orchards from remote 2D terrestrial LIDAR scanning[J]. Agricultural and Forest Meteorology, 2009, 149(9): 1505-1515.

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