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无人机搭载激光扫描测量树干直径的案例研究

DOI：10.3390/rs9111154 期刊：Remote Sensing 出版年份：2017 更新时间：2025-09-16 10:30:52
摘要： 胸径（DBH）是林业中最重要的参数之一。随着地面和机载激光扫描技术在林业中的日益应用，直接获取胸径的新方法展现出巨大潜力。特别是，搭载于无人机系统（UAS）的激光扫描仪能够获取森林区域的高分辨率点云数据。本案例研究通过圆柱体建模树干相关部分的方法，分析了基于UAS点云估算胸径的精度与完整性，并以人工实测胸径及地面激光扫描点云数据作为参照进行对比。研究表明，圆柱体拟合的精度与完整性取决于树干直径：当胸径>20厘米时重建成功率接近100%，其与参照胸径的相对误差从20-30厘米范围的9%递减至>40厘米范围的1.8%。
作者： Martin Wieser，Gottfried Mandlburger，Markus Hollaus，Johannes Otepka，Philipp Glira，Norbert Pfeifer
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究利用无人机搭载扫描激光雷达获取的点云数据重建树木胸径的可能性。

研究成果

我们研究了利用无人机搭载扫描激光雷达获取的点云数据重建树木胸径的可能性。在一块冲积林地的六个圆形样地中，我们对树干上的点云数据应用了稳健的圆柱体拟合方法。结果表明：胸径越大，模型估算的胸径精度越高。当实测胸径>35厘米时，野外测量值与无人机激光雷达推算值的分布高度吻合；当胸径<20厘米时，胸径测量结果存在不确定性；而在中间范围（20-35厘米），正确拟合和半径估算结果与较小树木直径的高估结果存在重叠。

研究不足

建模的成功很大程度上取决于树干上的点数。本文所展示的数据是在无叶状态下记录的，且以落叶树为主。对于有叶状态而言，获取合适的点云可能会更具挑战性。

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