影像匹配生成点云方法的单木结构信息提取和精度验证开题报告

全文总字数：2507字

1. 研究目的与意义

研究目的：森林是一个多资源、多功能的综合体，作为陆地生态系统的主体之一，森林生态系统植被所固定的碳量约占陆地植被总固碳量的82.15%。

京都议定书认为，可通过增加森林生态系统所固定的碳量来抵消由于人类活动向大气中排放的并倡导清洁发展机制下的造林和森林恢复活动。

森林不但在碳汇功能发挥着巨大的作用，而且在防止土地退化、保护生物多样性、保护物种自然遗产、维护自然生态平衡、提供林木资源、调节区域气候和涵养水资源等方面有着巨大的价值。

2. 国内外研究现状分析

国外研究概况：摄影测量技术在林业方面的首次应用是在1952年，marsh首次使用摄影测量技术量测树木干径，但是实验结果误差较大，不能令人满意。

其后grosenbaugh(1963)运用计算机远程控制技术，结合仪表盘的仪器数值进行立木材积的测量，测量结果证明表明计算获取的材积误差保持在4％之内。

ecrielletbaof,rb.s.(1988)基于非量测相机对火炬松进行摄影测量，尝试在获取其三维坐标的情况下研究火炬松的冠幅变化，测量和计算结果表明非量测相机的量测精度满足要求。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：1 基于手机相机拍摄的单木照片获取利用普通相机或手机对研究树木拍摄一系列照片，预期共获得60张照片（360度拍摄，每6度拍一张）。

相机或手机固定在距离拍摄物体100m范围内，高度位于拍摄物体距地二分之一的高度，形成足够完整的拍摄视角范围。

2基于无人机拍摄的单木照片获取无人机越来越多的配置于低价灵活的航测及测绘科学技术的应用，自动的多轴飞行器拍摄拍摄的航拍照片是栅栏图形，运用测绘科学技术和计算机视觉软件可以将其转化为二维的结构模型。

4. 研究创新点

1）由于森林水平、垂直结构较为复杂，难以形成统一的林业摄影测量数据采集方案，本研究拟将利用无人机及手持地面平台对不同生长状态及复杂状况的林分内外数据采集方案进行探索，以形成统一的无人机及手持地面云台林业摄影测量数据采集方案；2）通过无人机摄影测量技术采集数据，进行密集匹配生成森林的三维结构点云，对点云进行信息提取，进而快速高精度地获取单木及林分的三维结构参数，这种方式使原本复杂的工作变得高效省力。