基于激光扫描的立木材积测定关键技术研究

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1、万方数据学校代码：10225学号：09157学位论文基于激光扫描的立木材积测定关键技术研究指导教师姓名：申请学位级别：论文提交日期：授予学位单位：吴春峰天脊峄陆怀民教授东北林业大学硕士学科专业：农业机械化工程2009年4月论文答辩日期：2009年6月东北林业大学授予学位日期：2009年7月答辩委员会主席：论文评阅人：畚多厶符素大擎万方数据DissertationfortheDegreeofMasterResearchofMeasuringStandingVolumeBasedonCandidate：Laser

2、ScanningSystemSupervisor：AssociateSupervisor：WuChun—fengProf．1uHuai．minAcademicDegreeAppliedfor：MasterSpeciality：DateofOralExamination：UniVerSify：AgriclturalMechanizationEngineeringJune，2009NortheastForestryU矗iVersi￡y㈣的删8等删万方数据摘要传统方法测定立木材积主要有每木检尺、角规测树、全站仪测树

3、和临时样地调查，往往需要在野外选取大批的样地树木，人工测量其胸径、树高等参数。这些方法不仅费时费力、劳动强度特别大，并且测量精度较低，以此数据为基础构建的模型或者其他的分析都会受到很大局限，从而导致森林资源测定结果的准确度和可靠性受到很大影响。现代科学技术的快速发展使测量技术产生了革命性的进步。传统的测绘仪器设备与微电子技术、计算机技术和通信技术相结合使测量向自动化、智慧化和集成化发展。近年来，远距离的三维激光扫描技术日益发展成熟，该技术可以真正做到直接从实物中进行快速的逆向三维数据采集及模型重构，无需进行任

4、何实物表面处理，其激光点云中的每个三维数据都是直接采集目标的真实数据，使得后期处理的数据完全真实可靠。由于技术上突破了传统的单点测量方法，其最大特点就是精度高、速度快、逼近原形，是目前国内外测绘领域研究的热点之一。本文首先介绍三维激光扫描仪的原理：扫描仪主要由一台快速准确的激光测距仪加上一组可导引激光以等速度扫描的反射镜及数码相机和GPS组成。三维激光扫描系统的误差主要来源于温度、气压等外界环境条件对仪器造成的细微误差，轴系之间的相互旋转引起的测距和测角误差，以及镜面的旋转引起的测距误差。然后运用三维激光扫描

5、系统对立木进行扫描，得出胸径、树高等测树因子，从而得出立木材积，并与伐倒木实测数据进行对比。并且根据扫描树高、胸径与材积的关系绘制散点图，根据散点图的分布特点，建立樟子松样木材积模型。从以上所做对比分析可以看出，扫描获得的立木材积数据完全可以替代传统方法测算的立木材积数据，在以后的森林资源调查工作中，建立材积表不再需要实地大量伐木，可以直接使用三维激光扫描仪得出的立木模型代替传统的材积表。这样可以节省大量人力、物力及财力，提高工作效率。应用三维激光扫描技术进行立木材积测定能较好的避免传统测定方法的不足，在未来

6、的林业数字化测量中有广阔的应用前景。关键词三维激光扫描系统：森林蓄积量：点云数据：三维模型：立木材积万方数据AbstractTraditionaltreevolumemeasuringmethodsmainlyareperfootwoodseized，anglegauge，totalstationsandtemporaryplotsinvestigate，whichoftenrequiresalargenumberofsamplesselectedtrees，measuringthediameteratbre

7、astheight，treehigherparametersartificialy．Thesemethodsarelaboriousandtime．consuming，laborintensityisparticularlylarge，relativelylowmeasurementaccumcv’thereferthemodelbuildingbasedonthedateorotheranalysiswillbelimited，resultingintheaccuracyandreliabilityoffo

8、restresourcesmeasurementshasbeengreatlyimpacted．Therapiddevelopmentofmodemscienceandtechnologyenablemeasurementtechnologiesproducearevolutionaryadvancement．Traditionalsurveyingandmappingequipmentusewit