一种激光光尺影像测树装置及其测树方法

摘要

本发明为一种激光光尺影像测树装置及其测树方法，本测树装置包括信号发射模块、信号采集模块、存储模块、信号处理模块以及电源；信号发射模块、信号采集模块、存储模块以及信号处理模块分别与电源相连接；本测树方法是通过信号发射模块输出的激光信号在待测树木上形成激光光尺，信号采集模块采集光信号，经光电转换后传输至信号处理模块，信号经处理后通过经验公式计算出待测树木的属性特征；与现有技术相比，本发明具有设备体积小、成本低、自动化程度高、测量精度高等优点。

主权项

利用激光光尺影像测树装置的测树方法，其特征在于：所述测树方法的步骤为，步骤1，将激光发射器(1‑1)设置在实测位置；步骤2，启动激光发射器(1‑1)，在待测树木上形成二维激光光尺；量取实测环境中的二维激光光尺高度h，通过数码照相机或数码摄像机采集带有所述二维激光光尺以及待测树木属性特征的影像数据，并将所述影像数据传输至信号处理模块(4)；步骤3，利用所述信号处理模块(4)对获取到的影像数据进行提取和标识；1)提取，即通过所述信号处理模块(4)提取影像数据中所述待测树木的信息，所述信息包括所述待测树木的底部位置和顶部位置、树干轮廓以及树冠轮廓；2)标识，即在影像数据中添加标识信息，标识信息包括所述待测树木的树高和胸径；步骤4，量取影像数据中待测树木的树高H1、胸径D1以及二维激光光尺高度h1，由公式(1)计算出实测环境下的树高H，由公式(2)计算出实测环境下的胸径D，H＝h×H₁/h₁；      (1)D＝D₁×h/h₁；    (2)其中，h为在步骤2中量取的实测环境中的二维激光光尺高度；由公式(3)计算出材积或蓄积V，V＝C₀×D^C1×H^C2；     (3)其中，D和H分别为公式(1)和(2)计算出的实测环境中的树高和胸径；C₀、C₁，C₂均为常数，C₀的取值范围是0～100，C₁的取值范围是0～100，C₂的取值范围是0～100；根据公式(4)计算出生物量B，B＝a+bV；             (4)其中，V是公式(3)中计算出的材积或蓄积量，a、b均为常数，a的取值范围是0～10000，b的取值范围是0～10000；冠形通过计算机MATLAB神经网络算法仿真模拟得出；其中，所述激光光尺影像测树装置包括信号发射模块(1)、信号采集模块(2)、存储模块(3)、信号处理模块(4)以及电源(5)；所述信号采集模块(2)与所述存储模块(3)相连接，所述存储模块(3)与所述信号处理模块(4)相连接，所述信号发射模块(1)、信号采集模块(2)、存储模块(3)以及信号处理模块(4)分别与所述电源(5)相连接；所述信号发射模块(1)输出的激光信号在待测树木上形成激光光尺，所述信号采集模块(2)采集激光光尺信号，并通过所述存储模块(3)将所述激光光尺信号传输至所述信号处理模块(4)，所述信号处理模块(4)处理采集信号，并计算并输出所述待测树木的属性特征参数，即胸径、树高、冠形、材积、蓄积以及生物量参数。