[发明专利]基于移动终端三维扫描图像采集处理的单株树木树干体积估算方法及系统

权利要求书

1.一种基于移动终端三维扫描图像采集处理的单株树木树干体积估算，具体方法包括，

点云数据采样，三维扫描单株树木，采样树干的点云数据；

点云数据预处理，包括删除树干以外的多余的点云数据；所述多余的点云数据包括但不仅仅包括地面和树冠的点云数据；

树干体积估算，沿垂直方向，将树干点云数据水平分割为n层，通过横截面积分的方法分别计算各层切片的体积，再叠加n层的体积得到整株树干的体积；所述n为大于等于1的自然数。

2.根据权利要求1所述的单株树木树干体积估算方法，所述点云数据预处理还包括匹配处理，包括利用可视化数据处理工具对采样的树干点云数据进行可视化，利用可视化的效果图与野外实景拍摄的图片进行匹配。

3.根据权利要求2所述的单株树木树干体积估算方法，所述方法还包括，进行点云数据预处理时，先进行匹配处理，再进行删除树干以外的多余的点云数据的处理。

4.根据权利要求1到3之一所述的单株树木树干体积估算方法，通过横截面积分的方法分别计算各层切片的体积的具体方法包括，

利用包括x轴、y轴和z轴信息的点云数据，将高度为H的单株树干点云沿垂直方向水平分割为n个切片；对于每一层切片，利用底面和顶面的外围点云，确定切片的上下横截面的平面边界；匹配上下横截面垂直方向相对应的采样点；根据平面上点的x轴和z轴信息，找到一个横截面上长轴和短轴的交点，定位该平面的几何中心o；利用三角形面积计算原理，在x-z轴平面的顺时针或逆时针方向上，把外围与几何中心o相连，构成三角形，生成距离另一个横截面h处的横截面积表达式c(h)；对横截面积表达式在y轴方向上积分，生成切片的体积表达式，代入上下横截面匹配好的采样点的坐标，得到切片的体积。

5.根据权利要求4所述的单株树木树干体积估算方法，匹配上下横截面垂直方向相对应的采样点的具体方法包括，在切片的上下横截面中的一个横截面选取均匀分布的采样点，计算每一个采样点与另一个横截面采样点的距离，匹配上下横截面的采样点。

6.根据权利要求4所述的单株树木树干体积估算方法，所述n个切片为n个等高的切片。

7.根据权利要求6所述的单株树木树干体积估算方法，所述切片的厚度为1cm～3cm。

8.根据权利要求1到3之一所述的单株树木树干体积估算方法，所述方法还包括，对采样的点云数据进行自动可视化分析。

9.一种基于移动终端三维扫描图像采集处理的单株树木树干体积估算系统，采用了权利要求1到8之一所述的单株树木树干体积估算方法，其特征在于，包括，

点云数据采集单元，三维扫描单株树木，采样树干的点云数据；

点云数据预处理单元，包括多余点云数据删除模块，删除树干以外的多余的点云数据；所述多余的点云数据包括但不仅仅包括地面和树冠的点云数据；树干体积估算单元，包括，

点云数据水平分割模块，沿垂直方向，将树干点云数据水平分割为n层；

体积估算单元，通过横截面积分的方法分别计算各层切片的体积，再叠加n层的体积得到整株树干的体积；所述n为大于等于1的自然数。

10.根据权利要求9所述的单株树木树干体积估算系统，其特征在于，所述点云数据采集单元为具有光线传感器和深度摄像功能的智能移动终端。