申请/专利权人：中国电建集团江西省电力设计院有限公司

申请日：2023-05-19

公开（公告）日：2024-03-12

公开（公告）号：CN116704333B

主分类号：G06V20/10

分类号：G06V20/10;G01B11/06;G01B11/24;G01S17/89;G06V20/64;G06T17/20;G06T7/13;G06T7/12;G06T5/30;G06V10/26;G06V10/44

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.12#授权;2023.09.22#实质审查的生效;2023.09.05#公开

摘要：本发明公开了一种基于激光点云数据的单株林木检测方法，涉及林木检测技术领域，其技术方案要点是：具体包括以下步骤：S1：通过采用基于半径滤波方法对点云数据去噪，并将实验区域少量非植被对象剔除；S2：将采用线性样条有限元插值方法生成的DSM与已有的DEM做差生成初始树冠高度模型；S3：对S2中树冠高度模型采用中值滤波法去除影像噪声，然后采用数学形态学的方法寻找树冠高度模型影像中每棵树的顶点；S4：针对不同树种类型的数据设置相邻树间距、树冠半径和最小树种高度来限制增长的条件，将增长点与极值点标记相同记号；S5：分割得到单株植被点云。该方法大大提高了检测精度，同时对数据质量、密度和树段的完整性要求不高，有利于推广应用。

主权项：1.一种基于激光点云数据的单株林木检测方法，其特征是：具体包括以下步骤：S1：通过激光雷达设备采样点云，然后进行数据预处理，通过采用基于半径滤波方法对点云数据去噪，并将实验区域少量非植被对象剔除；S2：通过建立虚拟格网进行格网插值，快速建立三角网，将采用线性样条有限元插值方法生成的DSM与已有的DEM做差生成初始树冠高度模型；S3：对S2中树冠高度模型采用中值滤波法去除影像噪声，然后采用数学形态学的方法寻找树冠高度模型影像中每棵树的顶点；S4：对每个局部极值进行增长，针对不同树种类型的数据设置相邻树间距、树冠半径和最小树种高度来限制增长的条件，将增长点与极值点标记相同记号；S5：使用边缘检测算法描绘单株林木树冠轮廓，分割得到单株植被点云；所述S2中格网插值的具体步骤为：S1-1：建立虚拟格网，并确定格网的边长；S1-2：判断格网中是否存在一点，如果存在，进行保留，如果不存在则进行插值；S1-3：通过离散点数以及离散度分布的面积情况来计算每个点平均的面积，以此作为每个格网的面积；S1-4：根据临近点的信息，虚拟出插值点的信息，包括对于格网中某一点Ax,y的函数值可由其所在网格的4个顶点的函数值ci，j，ci+1，j，ci，j+1，ci+1，j+1按照一次样条函数表示为： 式中Δx，Δy是以网络边长为单位时点Ax,y相对于点pij的坐标增量；对于已知点pi，jx,y,z,pi+1，jx,y,z,pi，j+1x,y,z,pi+1，j+1x,y,z，则待插入点px,y,z的高程值为： 公式中，d为格网尺寸；所述S2中生成树冠高度模型的具体步骤为：S2-1：选取格网内数据点高程值序列的中位数，连接相邻4个格网中的点，得到相交或相离的对角线；S2-2：当对角线相离且点位于主对角线的同侧，则连接副对角线；当对角线相离且点位于副对角线的同侧，则连接主对角线；当两条对角线相交，选择使最小角最大化的情况连接其中的一条对角线，构成两个三角形，并依次处理每一个格网区域生成初始的三角网；基于此计算生成一个粗略的地形拟合面；S2-3：计算每点与粗略拟合面之间的方向距离及每点的残差值，针对每一点的残差值来赋予其权值；S2-4：重复S2-2和S2-3直至拟合面逼近真实地表面，从而生成DSM；S2-5：将生成的DSM与DEM做差即生成树冠高度模型。

全文数据：

权利要求：

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