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《北京林业大学》 2012年
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基于三维激光扫描技术的活立木材积测量方法

唐艺  
【摘要】:一定森林面积中现存各种活立木的材积总量称为木材蓄积量,它是衡量一个国家或地区林业经营效益的重要指标。传统的活立木材积计算采用先测量胸径、树高和截面积等因子,再代入经验公式的方法,精度难以保证。应用三维激光扫描技术求取活立木的材积是当前林业科研的热点问题之一。 由于树木的形状复杂、枝叶的遮挡等客观因素,使其激光点云数据的精确计算具有一定难度与挑战。本文对活立木点云数据的采集、处理和网格模型建立的关键技术展开了研究,探索了一种基于激光扫描技术的活立木材积测量方法,为准确估算森林木材蓄积量奠定了技术基础。 本文的主要工作如下: 1.活立木点云数据的采集和预处理。应用FARO LS80地面三维激光扫描仪获取立木的点云数据,对其进行配准、去噪预处理,并采用基于八叉树和法向量的非均匀算法对立木点云数据进行了简化。 2.活立木树干的三维网格模型建立。研究了传统的三维模型重建方法,经过分析比较后选择了基于Delaunay三角剖分的Crust图算法作为活立木建模工具。实验表明,该方法对于复杂模型生成的极点数量可能达到原数据量的1-3倍从而导致三角剖分的效率下降,因此本文改进了Crust建模方法,并运用法向量的变化来提取Crust三角曲面图,还可减少一次Delaunay三角化运算。 3.活立木树干的材积计算。提出了一种改进的投影算法来求树干网格模型的体积,用建立包围盒的方法来判断空间相交三角形,缩小了检测范围,借三角面片的法向量方向来解决了投影体体积的正负符号,经与林业调查国家标准GB4814-84测量方法的数据比较,桑树模型的材积计算偏差为4.1%。
【学位授予单位】:北京林业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TN247

【参考文献】
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10 刘世晗;三维激光扫描技术在古岩画保护中的应用[D];辽宁工程技术大学;2011年
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