利用无人机高分辨率影像进行树木高度提取

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1、第39卷第8期北京林业大学学报Vol．39，No．82017年8月JOUＲNALOFBEIJINGFOＲESTＲYUNIVEＲSITYAug．，2017DOI:10．13332/j．1000--1522．20160428利用无人机高分辨率影像进行树木高度提取杨坤赵艳玲张建勇陈超赵鹏鹏(中国矿业大学(北京)土地复垦与生态重建研究所)摘要:无人机遥感技术在树木参数获取中具有重要作用。为探讨利用无人机高分辨率影像提取树高的可行性，本文选择邱集煤矿矿区森林公园为研究区，采用Pix4D软件对无人机采集的高分辨率影像进行处理，生成研究区正射影像和三维点云;利用最

2、大类间方差法将三维点云分割为树木点云及树下地面点云两部分，由此提取树木顶端高度和地面平均高度，并将地面平均高度视为树木根部的高度，得到树木高度。研究表明:最大类间方差法能够准确分割树木点云和地面点云;利用无人机高分辨率影像进行树高提取是可行的，树木高度测量绝对误差小于80cm、相对误差绝对值最大为16.2%、标准误差为36.3cm;同时，树冠的形状会对树高测量造成影响，阔卵形树冠的法国梧桐和圆锥形树冠的圆柏高度标准误差分别为29.2和50.9cm，两者树高测量值与真实值决定系数分别为0.9920和0.8894，阔卵形树冠的法国梧桐测高精度明显高于圆锥

3、形树冠的圆柏测高精度。关键词:无人机;高分辨率影像;三维点云;树高提取中图分类号:S771.5文献标志码:A文章编号:1000--1522(2017)08--0017--07YANGKun;ZHAOYan-ling;ZHANGJian-yong;CHENChao;ZHAOPeng-peng．Treeheightextractionusinghigh-resolutionimageryacquiredfromanunmannedaerialvehicle(UAV)．JournalofBeijingForestryUniversity(2017)39(8

4、)17--23［Ch，19ref．］InstituteofLandＲeclamationandEcologicalＲeconstruction，ChinaUniversityofMiningandTechnology(Beijing)，Beijing，100083，P．Ｒ．China．Unmannedaerialvehicle(UAV)remotesensingtechnologyplaysanimportantroleintheacquisitionoftreeparameters．Inordertoexplorethefeasibilityofu

5、singhigh-resolutionimageryofUAVtoextracttreeheight，theQiujiCoalMineForestParkofShandongProvinceofeasternChinawasselectedasthestudyareainthispaper，thePix4Dsoftwarewasusedtoprocesshigh-resolutionimagerycollectedbyUAVtogeneratetheorthomosaicand3Dpointcloud．TheOTSUmethodwasusedtodi

6、videthe3Dpointcloudintotwoparts:thetreepointcloudandthegroundpointcloud，thenthetopheightoftreeandthemeanheightofthegroundwereextractedaccordingtothetwopartsofthepointcloud．Andthetreeheightwascomputedwhentheaveragegroundheightwastakenastheheightoftreeroot．Theresultsshowedthatthe

7、treepointcloudandthegroundpointcloudcouldbeaccuratelydividedbyOTSUmethod．AnditwasfeasiblethathighresolutionUAVimagerywasusedtoextractthetreeheight，theabsoluteerroroftreeheightwaslessthan80cm，therelativeerrorwas16.2%，andthemeansquareerror(ＲMSE)was36.3cm．Atthesametime，themeasurem

8、entoftreeheightwasaffectedbytheshapeofcrown．TheheightＲ