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《河北农业大学》 2012年
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经济林类园林树木形态结构测定技术的研究

陈义伟  
【摘要】:随着人类对生态环境利用和保护的逐步重视,计算机技术,数字摄影测量技术以及虚拟现实技术的快速发展,树木的可视化研究近年来已经成为林学、生态学、测量学等众多领域的热门研究方向,其中,树木形态结构的测定作为关键技术在实现树木可视化的方面尤为重要。由于树木的形态结构复杂多变,通过简单的传统测量方法测定存在较大难度,近景摄影测量技术的应用为树木形态结构的测定提供了理论依据以及技术支持。 本文应用Lensphoto多基线数字近景摄影测量系统,试验于2009年9月至2009年12月在河南省济源市的克井、轵城、坡头三个乡镇的农林复合系统试验地中进行,选择5、6、7、8、9年生核桃(Juglans regia)和5、6、8、9、10年生杏树(Prunus armeniaca)各3株为试验研究对象。主要结论如下: (1)随机选取5年生杏树一株为研究对象,将多基线近景摄影测量系统测量数据与全站仪直接测量数据进行比较研究,经解算,X坐标的绝对误差平均值、最大值和最小值分别为0.0016m、0.0140m和0.0000m,相对误差平均值、最大值和最小值分别为0.028%、0.097%和0.000%;Y坐标的绝对误差平均值、最大值和最小值分别为0.0019m、0.0160m和0.0000m,相对误差平均值、最大值和最小值分别为0.039%、0.125%和0.000%;Z坐标的绝对误差平均值、最大值和最小值分别为0.0012m、0.0040m和0.0000m,相对误差平均值、最大值和最小值分别为0.016%、0.048%和0.000%。并且通过进行配对数据的显著性检验(配对数据的t检验),说明两种测量方法对同一样木的坐标测量值没有显著差异。 (2)以多基线数字近景摄影测量值为自变量x,全站仪测量值为因变量y,分别对X、Y、Z的坐标值进行线性回归拟合,从得出的回归方程中可以看出,X坐标值的斜率为0.9993,截距为0.0110,相关指数为0.9998;Y坐标值的斜率为0.9977,截距为0.0306,相关指数为0.9995;Z坐标值的斜率为0.9991,截距为0.0108,相关指数为1.0000;各坐标值相关系数检验的置信度均达99%。说明多基线数字近景摄影测量值与全站仪测量值线性关系极为密切,可以满足经济林类园林树木形态结构的测定及树木可视化研究的要求。 (3)从各个树龄的核桃和杏树中随机选取一株被测样木进行测定,得到被测样木各坐标轴方向的误差、水平方向的误差及整体的观测误差,为了消除摄影测量和数据处理过程中人为因素产生的误差,每株被测样木进行3次自检校区域网光束法平差并取其平均值作为最后的精度分析结果,结果表明试验样木的平均误差在x轴方向误差为0.0010m,y轴方向误差为0.0014m,z轴方向误差为0.0004m,水平方向误差为0.0018m,整体误差为0.0018m,各个方向误差都相对较小。 (4)以6年生核桃和9年生杏树各一株为研究对象,通过利用多基线近景摄影测量系统得到的被测样木的三维空间点云数据,选取合适位置的三维空间坐标点,经过解算精确快速的得到了被测样木的树高、胸径、枝下高和冠幅以及一级分枝的倾角,方位角等主要几何形态参数,能很好地满足各生长阶段的不同树木的形态结构的精确测定以及树木的可视化研究。
【学位授予单位】:河北农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:S758

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