林分結構參數(shù)是反映森林質(zhì)量及經(jīng)營狀況的重要指標。隨著圖像合成、分析處理等技術的飛速發(fā)展,使得小型無人機遙感、影像設備有效、精準地獲取森林結構參數(shù)信息與計算成為可能,在后期對傳感器采集的影像等相關數(shù)據(jù)進行畸變校正、影像匹配拼接形成三維和正射影像等處理后進行樹木參數(shù)提取,可實現(xiàn)的主要基本參數(shù)包括單木的樹高、冠幅、密度、郁閉度、林窗面積等因子,而單木胸徑、材積、生物量等指標是通過對所獲取的基本參數(shù)結合樹木生長模型進行反演得到。
利用機載LIDAR系統(tǒng)進行測高作業(yè),根據(jù)不同的航高作業(yè),根據(jù)不同的航高,其平面精度可以達到0.15至1米,高程精度可達10cm至30cm,地面分辨率甚至可達到厘米級??梢哉f,機載LIDAR系統(tǒng)是為綜合航射影像和空中數(shù)據(jù)定位二設計的新技術手段,它能為測繪工程、數(shù)字地圖和GIS應用快速提供精確的空間坐標信息和三維模型信息。本案例采用機載激光雷達,采用多旋翼工業(yè)級無人機平臺,最大飛行海拔超高3000米,最大升限超過500米,搭載專業(yè)的激光雷達傳感器,采集數(shù)據(jù)。
案例特點
主動遙感:以主動測量方式采用激光測距方法,不依賴自然光;因太陽高度角、植被、大霧、夜間等影響傳統(tǒng)航測方式往往無能為力的陰影地區(qū),其獲取數(shù)據(jù)的精度完全不受影響;
高效快速獲取數(shù)據(jù):通過無人機平臺可以快速高效的獲取數(shù)據(jù),相比于傳統(tǒng)的人工測量方式效率提高了5-10倍;
精確測量:由于采用的是高精度的GPS+IMU集成三維激光掃描儀的方式,可實現(xiàn)厘米級的測量精度;
植被穿透能力:由于激光雷達具有多次回波特性,激光脈沖在穿越植被空隙時,可返回樹冠、樹枝、地面等多個高程數(shù)據(jù),有效克服植被影響,更精確探測地面真實地形。
地形適應性強:采用工業(yè)級無人機平臺,穩(wěn)定性強,適應各種作業(yè)區(qū)地形起伏,保證精度。
案例展示
精度驗證
選取三個小樣地通過人工調(diào)查獲取樹木株數(shù),其中:樣地1(長90m,寬20m)、樣地2(長480m,寬170m)、樣地3(長30m,寬22m),與LiDAR360單木分割得到的樹木株數(shù)進行對比,對比結果如下表所示:在樣地3中選擇三棵樹實測高度與激光測量樹高比較,正確率高達97%。
樣地名稱 |
實測株數(shù) |
單木分割得到的株數(shù) |
準確率 |
樣地1 |
365 |
304 |
83% |
樣地2 |
5843 |
6242 |
94% |
樣地3 |
118 |
100 |
85% |
經(jīng)典案例
林木資源普查項目。