应用高斯聚类的单木分割及树高和冠幅的提取1)
2021-03-06张怡卓吕阿康蒋大鹏陈金浩王克奇
东北林业大学学报 2021年2期
张怡卓 吕阿康 蒋大鹏 陈金浩 王克奇
(东北林业大学,哈尔滨,150040)
树高和冠幅不仅是反映林分结构特征的重要指标,而且在生产潜力预估、生物量预测、林木生长预测等研究中也是最常用的观测变量。因此,单木分割及树高冠幅提取在森林资源调查中具有重要的意义。机载激光雷达作为一种主动遥感技术,具有较强的穿透能力,并不易受天气及光照条件影响,可获得高精度的地表及地物的垂直结构信息。运用机载激光雷达技术,可有效提取单木及树高冠幅等参数信息[1-2]。
目前,单木分割与树高冠幅提取方法可分为两类:基于栅格化的冠层高度模型(CHM)和基于点云聚类的分割方法。其中,基于栅格化的CHM-分割方法是通过确定树冠边界或局部最大值识别树冠顶点,采用区域生长或图像分割技术进行单木分割与结构参数提取。王轶夫等[3]在CHM上采用固定窗口识别树顶点提取林木树高,提取的样地平均树高与实测值线性回归关系系数为0.694,固定窗口大小直接决定识别局部最大值的结果。李响等[4]、甄贞等[5]利用动态窗口局部最大值法对单木位置进行探测,采用标记控制区域生长法进行冠幅勾绘的树冠面积相对误差平均值为8.74%,由于树木生长呈阶段性变化,方法应用具有一定局限性。耿林等[6]针对CHM表面存在的孔洞问题,采用线性平滑方法使树冠边缘连续,树冠内部得到填充,并利用局部动态窗口探测树冠顶点进而提取树高,但是冠层表面平滑程度难以控制,导致单木结构参数提取精度不高。……
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