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资源所激光雷达团队提出机载激光雷达点云裁剪算法



图1 数据裁剪原理示意图


图2 CAF-LiCHy中国塞罕坝机械林场采集的机载激光雷达点云


图3 坐标范围和树冠边缘感知裁剪结果对比

  机载激光雷达通过生成海量点云,精确刻画大范围森林三维环境。受限于内存和计算效率,通常需将大面积的点云数据裁剪为小块进行处理和参数提取。现有裁剪方法多基于坐标或时间规则切割,切割线附近往往出现被割裂的部分树冠。研究表明,被割裂的树冠比例可能超过10%,这些单木参数提取精度受到显著影响。
  针对上述问题,资源所激光雷达遥感团队提出了一种树冠边缘感知的点云裁剪算法。该算法通过数学形态学运算量化树冠边缘的可能性,在树冠边缘处计算生成切割线(图1)。利用CAF-LiCHy机载观测系统在塞罕坝机械林场采集的激光雷达点云数据进行测试(图2),结果表明该算法显著提高了切割线附近树冠的完整性,平均割裂树冠比例降低73.29%(图3)。
  该算法已成功应用于大范围数据处理,裁剪了河北木兰林管局查字营林区5000公顷的机载激光雷达点云数据,用于该林场从单木到样地尺度的高精度森林地上生物量制图。
  该项研究成果于近期发表于《International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation》(JAG),该期刊是遥感领域顶级期刊之一,影响因子7.6。激光雷达团队蔡尚书博士为第一作者,团队首席专家庞勇研究员为通讯作者。本项研究得到国家自然科学基金(42301510)和国家重点研发计划(2023YFE0105100-3)等项目的联合资助。(蔡尚书)
     中国林科院  2025-02-11

关键词 点云裁剪算法  激光雷达  森林三维环境  图片 

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