枝下高指的是樹冠第一活枝到地面的高度，是反映樹冠所處垂直結(jié)構(gòu)動態(tài)變化的重要指標，可用于計算冠長、冠長率等樹冠大小指標，也常用于預(yù)測冠幅模型、冠型模型和生物量模型，是林業(yè)調(diào)查的重要成果，存在巨大的應(yīng)用價值。

圖1 枝下高定義

(資料圖)

傳統(tǒng)的枝下高測量方法，需要調(diào)查人員采用輪尺、圍尺等工具對樣地中的樹木進行逐一手動測量。傳統(tǒng)的測量方法存在①人力物力消耗大②工作效率低③外業(yè)為主，工作周期易受天氣、時間等因素影響的痛點。

圖2 傳統(tǒng)方法測量枝下高（圖片來源于網(wǎng)絡(luò)）

而作為樣地調(diào)查技術(shù)的新秀，地基激光雷達可以快速獲取森林三維特征，配合數(shù)字綠土后處理軟件，能夠?qū)崿F(xiàn)高效率、高精度、多要素的森林樣地調(diào)查。

圖3 國際客戶使用數(shù)字綠土激光雷達背包設(shè)備

以范圍為28.28*28.28米，包含約200棵樹木的樣地為例，使用傳統(tǒng)方法測量枝下高，2人一組進行1天的作業(yè)，通常只能完成1個樣地的測量；而使用背包式激光雷達，僅需不到30分鐘即可完成一個樣地的數(shù)據(jù)采集，配合點云后處理軟件LiDAR360，1人1天即可完成3~4個樣地的數(shù)據(jù)采集+處理，節(jié)約人力、提高效率、顯著降低外業(yè)工作量。

數(shù)字綠土作為多行業(yè)激光雷達一站式解決方案提供商，已基于完全自主研發(fā)的多平臺激光雷達硬件+后處理及行業(yè)應(yīng)用軟件，為全球200+地區(qū)的林業(yè)資源調(diào)查提供服務(wù)，并參與了國家林業(yè)局碳匯基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等重大項目，在林業(yè)調(diào)查領(lǐng)域具備強大的技術(shù)實力和優(yōu)質(zhì)的行業(yè)口碑。

圖4 林業(yè)調(diào)查解決方案

LiDAR360地基林業(yè)模塊，可從海量點云中一鍵分割出單木，自動提取單木位置、樹高、胸徑、冠幅、枝下高等多項參數(shù)，數(shù)據(jù)處理流程如下：

圖5 LiDAR360提取枝下高流程

① 預(yù)處理：預(yù)處理包含點云拼接、去噪、抽稀、分塊等操作，視具體需求而定，LiDAR360包含豐富的點云預(yù)處理工具，支持多平臺、多格式點云數(shù)據(jù)的預(yù)處理全流程。

② 地面點分類：使用工具欄的“地基林業(yè)”＞“地面點分類”功能，點擊確定即可完成地面點自動分類。軟件支持一鍵選擇地形，根據(jù)地形自動調(diào)整默認參數(shù)，保證各類地形條件下地面點分類皆取得較為理想的效果。

③ 歸一化：使用“地基林業(yè)”＞“歸一化”功能，即可去除地形起伏對樹木點云高程的影響，此步驟為單木分割流程前的必要步驟。

④ 單木分割：使用“地基林業(yè)“＞”單木分割“功能，即可從森林點云中一鍵分割出單木，并形成屬性表。

圖6 單木分割成果

⑤ CBH、樹干體積提取：使用“地基林業(yè)”＞“提取枝下高”功能，即可自動提取枝下高、樹干體積等參數(shù)，并將其寫入屬性表。

圖7 單木分割成果屬性表（點擊查看大圖）

圖8 枝下高提取效果

如圖所示，完成處理流程后，屬性表中已包含樹木的位置、樹高、胸徑、冠徑、南北冠徑、東西冠徑、冠幅面積、冠幅體積、枝下高、樹干體積屬性。同時，軟件可通過“擴展單木屬性”功能，獲取單木的海拔、坡度、坡向等屬性。單木參數(shù)的提取結(jié)果可用于材積量、蓄積量、生物量、碳匯量計算，為相關(guān)行業(yè)應(yīng)用提供高效支持。

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關(guān)鍵詞： 激光雷達 測量方法 解決方案