基于TLS数据的杨树削度方程建立及材积估算

编号 zgly0001733071

文献类型 期刊论文

文献题名 基于TLS数据的杨树削度方程建立及材积估算

作者 花伟成  田佳榕  孙心雨  徐雁南 

作者单位 南京林业大学南方现代林业协同创新中心南京林业大学林学院 

母体文献 南京林业大学学报(自然科学版 

年卷期 2021,45(04)

页码 41-48

年份 2021 

分类号 S758 

关键词 杨树  地基激光雷达  削度方程  材积  主干提取  点云数据 

文摘内容 【目的】削度方程可以很好地描述树干直径随树高变化的情况,基于地基激光雷达(terrestrial laser scanner, TLS)的高精度三维点云数据建立准确的削度方程并进行立木材积估算,对活立木尺度的材积估计具有重要意义。【方法】以江苏省黄海海滨国家森林公园杨树人工林为研究对象,获取4块样地的TLS点云数据,通过MATLAB 2020a软件计算点云平坦度和法向量以提取单木主干,采用圆拟合方法进行不同高度处的直径拟合,利用32株样木的数据,选取6种削度模型进行建模,得到杨树树干削度方程最优拟合模型,并进行材积估算。【结果】利用TLS数据提取的胸径能替代实测胸径,其平均误差小于0.90 cm。通过对6种模型的拟合优度检验,Schumacher and Hall模型为该地区杨树削度方程最优拟合模型,模型的决定系数R~2=0.984,均方根误差为1.00 cm,相对百分误差为2.79%,平均预估误差为0.271%。利用Schumacher and Hall削度方程最优拟合模型进行活立木材积的估算,经与二元材积方程估计结果进行对比,其相对差异为3.34%,二者在统计上无显著差异。【结论】该方法可以减少地面调查对树木造成的永久性破坏,为人工林的蓄积量调查提供有效的技术支持。