郁闭林分中立木树高的重建技术研究

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1、第wu卷第y期林业科学∂²¯1wuo²1yussy年y月≥≤∞×≥∂∞≥≤∞∏±qoussy郁闭林分中立木树高的重建技术研究tu王雪峰高义kt1中国林业科学研究院资源信息研究所北京tsss

2、t~u1内蒙根河市阿龙山林业局根河suuvxzl摘要}将立木分为枝下高与树冠高u部分o通过近距离获取枝下高图像对o用立体视觉方法重建枝下高不同部位直径与倾角o以此为基础估计树冠高部分o进而得到树木高度∀试验地包括银杏!水杉u个树种o与实际树高相比o重建树高中最大误差是s1swvxo最小误差为s1sszu∀其中v号树k水杉l单侧误差仅为s1ssuyo表明与干曲线结合的立体视觉重建策略在恢复郁闭林分中

3、立木树高是可行的∀关键词}遮挡~树高测定~林木调查~立体视觉~三维重建中图分类号}≥zx{文献标识码}文章编号}tsstpzw{{kussylsypssytpsxΣτυδψονΡεχονστρυχτιονΤεχηνιθυεοφΤρεεΗειγητινΧλοσεδΣτανδtu•¤±ª÷∏¨©¨±ª¤²≠¬ktqΡεσεαρχηΙνστιτυτεοφΦορεστρψΡεσουρχεσΙνφορµατιονΤεχηνιθυεσoΧΑΦΒειϕινγtsss

4、t~uqΒυρεαυοφΑλονγσηανoΓενηεoΙννερΜονγολιαΓενηεsuuvxzlΑβστραχτ}¬√¬§

5、¬±ª«¨¬ª«·²©¯¬√¬±ª·µ¨¨¬±·²¦¯¨¤±¯¨±ª·«¤±§«¨¬ª«·²©¦¤±²³¼o²¥·¤¬±¬±ª·«¨³¬¦·∏µ¨³¤¬µ²©¦¯¨¤±«¨¬ª«·¥¼¦¯²¶¨¶«²·o·«¨§¬¤°¨·¨µ¤±§·¬¯·¶¤±ª¯¨¶¬±§¬©©¨µ¨±·³²¶¬·¬²±¶²©¦¯¨¤±¯¨±ª·«¤µ¨µ¨¥∏¬¯·¥¼°¨¤±²©¶·¨µ¨²√¬¶¬²±q¤¶¨§²±·«¨°¨·«²§o·«¨«¨¬ª«·²©¦¤±²³¼¬¶¨¶·¬°¤·¨§¤±§·«¨«¨¬ª«·²©·µ¨¨¬¶²¥·¤¬±¨§o·«¨µ¨©²µ¨o¬±·«¨³µ²¦¨¶¶²©·µ¨¨«¨¬

6、ª«·µ¨¦²±¶·µ∏¦·¬±ª·«µ²∏ª«¶·¨µ¨²√¬¶¬²±o·«¨³µ²¥¯¨°©µ²°¦¤±²³¼²¦¦¯∏¶¬²±¬¶¶²¯√¨§q׫¨¨¬³¨µ¬°¨±·¬±¦¯∏§¨¶·º²®¬±§¶²©·µ¨¨¶}Γινκγοβιλοβᤱ§Μετασεθυοιαγλψπτοστροβοιδεσq≤²°³¤µ¬±ªº¬·«¤¦·∏¤¯·µ¨¨«¨¬ª«·o°¤¬¤¥¶²¯∏·¨¨µµ²µ²©µ¨¦²±¶·µ∏¦·¬±ª«¨¬ª«·¬¶sqswvxo°¬±¬¶sqsszuo·µ¨¨²qv¬¶sqssuy¬±²±¨¤¶³¨¦·q׫¨¶¨µ¨¶∏¯·¶«²º·«¨°¨·«²§

7、²©·µ¨¨«¨¬ª«·µ¨¦²±¶·µ∏¦·¬±ª¬±¦¯²¶¨§¶·¤±§·«µ²∏ª«¶·¨µ¨²√¬¶¬²±¤±§¶·¨°¦∏µ√¨¬¶©¨¤¶¬¥¯¨qΚεψωορδσ}²¦¦¯∏¶¬²±~·µ¨¨«¨¬ª«·°¨¤¶∏µ¨°¨±·~¶·¤±§¬±√¨¶·¬ª¤·¬²±~¶·¨µ¨²√¬¶¬²±~vpµ¨¦²±¶·µ∏¦·¬²±树高是林业上极为重要的测树因子之一∀一直以来o由于其测定工作量繁重o不论在生产还是科研中都很难对大量树高进行测定~但是人们对追求树高测定的简单高效尝试却一直没有停止过∀立体视觉技术给人们提供了重建单木任意部位直径树高的便捷方法∀对于林分而言o如何解决

8、遮挡成为立体恢复的瓶颈问题o这也是图像处理与计算机视觉上难于解决的问题之一o它关系到三维重建的成败∀纵观目前用于解决遮挡问题的方法大致可分为u类}一类是极线最优方法k¨¬ª¨µεταλqot

9、

10、x~²¥¬¦®εταλ1ot

11、

12、

13、lo这类方法是在一对极线上计算通过所有匹配像对的最短路径o部分遮挡的问题通过由一幅图像的多个像点与另一副图像的一个像点匹配来解决~另一类是全局最优方法k≥¦«¤µ¶·¨¬±εταλqot

14、

15、{~ussu~²¼®²√εταλqousst~≥∏±εταλqoussvlo这类方法是首先在整个图像上定义一个包含数据误差!模型约束以及遮挡在内的能量函数o然后采用最优化的

16、方法获得全局最优的视差图∀从结果来看o一般是全局最优方法要优于极线最优方法o但是其计算量也较大∀这u类方法对树高的重建都很难有理想的结果o至少表现在v个方面}首先o郁闭林分在图像中就是相互遮挡的林分o对于某一株树梢端的确定异常困难~其次o由于受风的影响o树梢在不同图像中所成像点可能表现的是空间中不同的位置~再次o欲在一帖图像收入高大的乔木势必加大摄影距离从而相对增加匹配难度o同时用于树高重建的梢端树基通常处于图像的u个边缘o可能受更大的镜头畸变影响∀鉴于林