基于opencv的立木测量方法研究

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1、为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。基于OpenCV的立木测量方法研究　　摘要：为提高立木测量的效率和精度，在分析立木信息采集现状的基础上，从像素比值关系构建立木的胸径测量模型出发，通过对手机相机图片使用VC++语言编译环境下调用OpenCV库函数进行镜头畸变校正、Gamma校正等图像处理，求解立木的胸径。经过试验验证，测量结果的相对误差比较小，在林业需求的测量范围内。　　关键词：立木测量；镜头畸变校正；Gamma

2、校正　　中图分类号：TP18文献标识码：A文章编号：1009--0212-02　　Abstract：Inordertoimprovetheefficiencyandaccuracyofstandingtreemeasurement，thispaperattemptedtoconstructameasurementmodelofDBHfromtheratioofpixelsandperformedlensdistortioncorrectionandGammacorrectionbycallingtheOpenCVlibraryfunctioninaVC+

3、+languageenvironmentProcessingtocalculatethediameterofstandingtreeBasedonanalyzingthepresentsituationofcollectionofstandingtreeinformation.Theexperimentresultsshowthattherelativeerrorofthemeasurementresultsisrelativelysmallandcanmeetthemeasurementrangeoftheforestrydemand.为了充分发挥“教

4、学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活。为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。　　Keywords：standingtreemeasurement；Lensdistortioncorrection；Gammacorrection　　对立木的测量是森林资源调查的重要工作之一，其测量结果和精度

5、将直接影响森林资源调查的质量以及林木生长状况的分析[1]。传统的测量方法主要是使用布鲁莱斯测高器、卷尺等测量工具来测量立木，但有可能会导致外业测量的劳动量大。随着对林业调查数据的精准性的要求越来越高，产生了许多有关林业数据获取和分析的方法[2-5]。随着计算机视觉技术的日趋发展成熟，一些研究者利用计算机视觉技术进行图像处理获取立木信息。陶司光等利用数码相片进行阈值分割进行提取立木信息[6]。OpenCV计算机视觉库作为一种开源的库为数字图像的处理提供了极大的方便[7]。　　本文根据立木测量的实际情况出发，从像素比值关系构建立木的胸径测量模型出发，通过对手

6、机相机图片使用VC++语言编译环境下调用OpenCV库函数进行镜头畸变校正、Gamma校正等图像处理，最终求解立木的胸径。　　1胸径测量模型为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活。为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。　　在摄影测量时，物体的空间坐标转化为图像的像素坐标往往

7、产生摄像机成像的不均匀性，无法满足所用的理想成像模型，在一定条件下物体的所占的像素个数基本不变，因此，在一幅图像中可以利用�⒄仗迳系哪骋幌叨蔚氖导食ざ茸魑�参照线段和目标立木胸径处长度所占的像素比值关系计算出立木的胸径长度[8]。图1是利用该原理的求解立木胸径的模型图。　　图1中，M表示立木投影到图像中的胸径所占的像素值大小；N表示参照线段投影到图像中的长度所占的像素个数；表示A点的计算机图像坐标；表示B点的计算机图像坐标；和分别表示C点和D点的计算机图像坐标；H表示立木抽象出来的实际胸径长；L表示参照线段抽象出来的实际长度。H的单位为cm，L的单位为c

8、m。根据像素个数比例关系，有如下基本关系：　　2镜头畸变校正　　由于摄像机镜头固