基于无人机影像的单木结构参数提取与生物量制图研究

发布时间：2020-10-17 17:48

　　 随着无人机技术的不断发展,其在林业中的应用也越来越广泛。无人机航空摄影作为高分影像的重要获取方式,具有成本低、效率高、时效性强等特点,己逐渐成为森林资源调查与监测的新途径。本研究利用小型无人机搭载消费级数码相机同时结合全站仪地形数据在东北林业大学城市森林示范基地进行了单木结构参数提取以及生物量反演研究,利用树高测量仪等仪器测得的森林实测数据对研究结果进行了精度验证,研究结果如下:(1)基于无人机与全站仪联合的树高提取针对单一无人机影像无法有效地提取高郁闭度林分树高的问题,提出一种结合无人机影像数据和全站仪测量的地形数据获取高郁闭度林分树高的方法。在研究样地内自动提取了 55株单木的树高,样地的株数提取率达到了 91.7%,实现了林分树高的自动获取,与实际树高相比,单木树高的提取精度达到了 89.9%。(2)中高郁闭度林分树冠面积提取针对高郁闭度林分无人机影像中树冠相互连结遮挡导致无法准确提取树冠边界及面积的问题,将树冠边界视为圆形同时利用改进的霍夫变换算法提取树冠边界及面积。研究在针叶林和阔叶林样地内自动提取了 47株和26株单木的树冠面积,样地的株数提取率达到了 91.2%,与实际树冠面积相比,针叶林和阔叶林的单木树冠面积提取精度达到了 79%和 83%。(3)森林生物量反演与制图森林生物量的精确测定,对于全球气候变化和碳循环研究具有重要的意义。在研究区域中选取了 20 X 20m的四块样地,通过每木检尺实测了每块样地的树高和胸径数据,建立H-DBH(树高-胸径)估算模型,四块样地模型R2均大于0.7。对林场的森林生物量进行了实测。实验结果表明,提取总地上生物量平均值为6915.85kg,平均提取精度达到了 88.6%,通过Arcgis软件结合本文提出的研究方法能够快速得到整个区域的地上生物量分布图。综上所述,小型小飞机无人机搭配数码相机云台能够完成小范围的中高郁闭度森林结构参数提取,其精度满足森林调查的精度要求。研究的结果为实现快速、准确、高效地获取树木参数基本信息,及时检测森林资源的动态变化打下一定的基础,从而加大林业调查数字化和自动化程度,减少测量周期,使我国数字化林业理论和应用水平提高到一个新的层次。
【学位单位】：东北林业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：S758.1
【部分图文】：

图２－１?ＭＳ－６７０无人机??

云台类型?２０００万像素数码相机??图２－１?ＭＳ－６７０无人机??２．２．２无人机影像获取流程??无人机航空影像的获取主要包括地面控制点的采集以及林区航空影像的获取两个步??骤，具体的注意事项如下［５５］：??（１）

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本文编号：2845119