蔡硕，邢艳秋，端木嘉龙

(东北林业大学 工程技术学院，哈尔滨 150040)

0 引言

精确估测森林结构参数，不仅对全球气候变化研究起着重要的促进作用，更与中国在国际碳贸易谈判中的地位息息相关[1-2]。在过去20年中，激光扫描技术作为一种森林信息收集、参数提取[3-4]与建模[5-6]的重要手段，在森林调查中得到了广泛的应用[7]，激光扫描技术可以在一定程度上取代人工作业，对森林进行快速、高精度和无破坏数据采集的特点，极大地提高了森林信息采集的精度与效率[8-10]。背包式激光扫描技术(Backpack laser scanning，BLS)由单人背负，在复杂的林下地形中具有十分优秀的可通过性，这使得BLS具有扫描速度快，覆盖范围广的优点[11]，更能通过多角度的数据拼接使得所收集的点云数据结构更加完整，在森林结构参数提取方面有着十分巨大的研究潜力。

胸径提取是BLS在林业中的主要应用方面，Xie等[12]使用BLS提取林木胸径，均方根误差(Root mean square error，RMSE)为2.1 cm，通过点云密度校正最后将RMSE提高到1.5 cm。Oveland等[13]比较地基激光雷达(Terrestrial laser scanning,缩写为TLS)、手持激光雷达(Handheld laser scanner, HLS)和BLS提取胸径的精度，BLS的平均误差0.1 cm，RMSE为2.2 cm，RMSE百分比为9.1%。Cabo等[14]对比BLS与TLS提取胸径精度，BLS提取胸径的RMSE 为1.1 cm，整体偏差为-0.1 cm。Chen等[15]提出了一种利用BLS通过拟合多边形圆柱体计算躯干直径的点云数据来计算圆柱体积的方法，胸径估计值的总体偏差为-1.26 cm，RMSE为1.58 cm。现有的研究主要停留在地势平坦的地方使用BLS，并未对BLS应用于大坡度林地胸径提取精度进行研究，而且BLS与TLS在扫描的数据精度方面有着一定的差距。BLS点云精度的不足主要源自进行点云拼接的误差和在不同精度点云片段融合时所产生的精度损失。……