杨全月 陈志泊 孙国栋

(1.北京林业大学信息学院， 北京 100083； 2.北京农学院计算机与信息工程学院， 北京 102206)

基于点云数据的测树因子自动提取方法

杨全月1,2陈志泊1孙国栋1

(1.北京林业大学信息学院， 北京 100083； 2.北京农学院计算机与信息工程学院， 北京 102206)

树冠的结构复杂、形态各异，测树因子的自动、准确、无损测量是森林调查中的一个重要研究项目。以三维激光扫描仪获取的三维点云数据为研究对象，基于计算几何学的寻找凸包算法，自动提取树冠的表面积、投影面积以及体积等测树因子。为验证算法的准确性，随机选取8个树种的120株待测立木进行试验，试验表明该方法测得的立木树高平均相对误差为2.33%，胸径平均相对误差为1.10%，冠幅平均相对误差为3.92%，自动解算的树冠表面积、树冠投影面积以及树冠体积相对于传统方法测得的参考值的平均相对误差分别为3.48%、6.01%和5.59%。因此以三维激光扫描仪获取点云数据，运用三维凸包算法，能够自动准确计算这些原本难以精确测量的因子，为应用三维激光扫描仪自动提取立木的测树因子提供了参考。

树冠表面积； 树冠体积； 测树因子； 自动提取； 三维激光扫描仪； 三维凸包算法

引言

单株立木的直接测定因子及其派生因子统称为基本测树因子，立木的直径、胸径、树高即为直接测定因子[1]。同时在森林单木计测中，冠幅、树冠表面积、树冠投影面积、树冠体积等也是林业从业者进行林木生长监测、生物量计算中非常重要的参数，冠体的大小是预测树木生长量的基本依据之一[2]。……