卢 军,刘宪钊*,孟维亮,李红军

(1. 中国林业科学研究院资源信息研究所,国家林业和草原局森林经营与生长模拟重点实验室,北京 100091；2. 中国科学院自动化研究所,北京 100090；3. 北京林业大学理学院,北京 100083)

地面三维激光扫描(terrestrial laser scanning technology，简称 TLS)用于林业数据测量、森林资源调查与构建树木三维模型已成为近 10 年来的研究热点[1-4]。与传统的测树因子测量相比，具有速度快、精度高、不需要破坏性实验等优点。激光扫描雷达因其发射光源发散性小、探测距离远、精度高等特点，广泛应用于农林作物探测与识别领域[5]。

我国是一个森林资源稀缺型国家，木材安全问题突出，合理利用木材、提高木材利用率是缓解木材安全问题的途径之一。提高树干参数的测量精度，尤其是树干、树枝的测量因子的精度，是林业生产和科研重要的测树因子。从森林经营的角度，现代林业的趋势是集约经营，这就更需要相对精确的生长模型的支持。对单木数据的测量是高精度模型的基础，树木的三维建模为重建树木特征因子提供了可能。基于激光传感器的林木测量技术可得到精度相对较高的林木三维点云数据，并采用合理算法提取基本测树因子数据，是未来精准林业的发展趋势。

TLS 在林业测量上的研究主要包括直径、树高和冠幅的提取，从而获取材积与生物量等[6-7]，以及提取树冠特征结构[8]、提取叶面积指数[9]、构建干曲线方程[10]，在树木三维建模上的研究主要集中在树干骨架提取、枝条模型构建等方面。……