[发明专利]一种基于激光点云的输电线下林木统计方法

权利要求书

1.一种基于激光点云的输电线下林木统计方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：获取勘测区域的原始点云数据，采用布料模拟算法对原始点云数据进行数据滤波，区分出地面点云和非地面点云；

步骤2：分别利用地面点云构建地表DEM，以及利用分水岭算法从非地面点云中分出植被点云；

步骤3：计算植被点云与地表DEM竖直方向的空间距离，从所得的空间距离筛选出胸径点云；

步骤4：提取每棵树的胸径点云，之后采用最小二乘算法拟合圆，获取树木胸径和树木平面位置；

步骤5：在拟合圆的基础上，以大于2倍半径的距离为新的检索半径在原始点云中进行Z方向检索，取其最大值，并据此获取树木高度。

2.根据权利要求1所述的一种基于激光点云的输电线下林木统计方法，其特征在于：所述步骤3中，计算植被点云与地表DEM竖直方向的空间距离的具体步骤包括：

步骤3-1：对于任一植被点云获取在xy平面上与其距离最小的地表DEM上的点云，具体计算如下：

设置R_i(x_i,y_i,z_i)为地表DEM上的点云坐标；C_j(x_j,y_j,z_j)为地表之上的植被点云坐标；对任一植被点云C_j(x_j,y_j,z_j)，计算地表点云R在(x_j-1,x_j+1)∩(y_j-1,y_j+1)范围内的每一个点与C_j(x_j,y_j,z_j)在xy平面的距离取所有的平面距离d中最小值为d_min及最小距离所对应的地表点云，其坐标记为R_n(x_n,y_n,z_n)；

步骤3-2：计算任一植被点云C_j(x_j,y_j,z_j)与其对应的在xy平面距离最小值的地表点云R_n(x_n,y_n,z_n)在竖直方向上的距离

3.根据权利要求2所述的一种基于激光点云的输电线下林木统计方法，其特征在于：所述的步骤3中筛选出z_h＝[1.1m,1.4m]的点云作为胸径处点云。

4.根据权利要求1所述的一种基于激光点云的输电线下林木统计方法，其特征在于：步骤4中提取的每棵树的胸径点云的具体步骤包括：

步骤4-1：沿着Z轴的投影方向，在XY平面上对步骤3所获得的胸径点云进行栅格化处理；

步骤4-2：采用连通区域标记算法对栅格化点云在三维空间进行剖分，划分出每棵树的胸径点云。

5.根据权利要求4所述的一种基于激光点云的输电线下林木统计方法，其特征在于：步骤4-1中进行栅格化处理时所设置的分辨率为0.01m-0.02m。

6.根据权利要求4所述的一种基于激光点云的输电线下林木统计方法，其特征在于：所采用的连通区域标记算法包括设置以下两个参数划分不同区域：

参数A：不同区域之间的最小间隔；

参数B：同一区域内所包括的最少点云数量；

对于相邻的两个点云应同时满足两个点云之间的任意两点距离大于参数A和某一区域内的点云数量大于或等于所设定的参数B两个条件才会被分隔在两个不同的区域中。

7.根据权利要求6所述的一种基于激光点云的输电线下林木统计方法，其特征在于：所述的参数A根据基于完成步骤3所获得的结果进行先验值设定，或根据完成所述步骤4-2的结果进行调节。

8.根据权利要求1所述的一种基于激光点云的输电线下林木统计方法，其特征在于：所述树木平面位置以圆心c(x,y)表示，所述的树木胸径为r，步骤5中计算树木高度的步骤包括：

步骤5-1：在植被点云库中，以c(x,y)为圆心，3r为半径检索范围内的点云，取检索范围内z最大值为z_max；

步骤5-2：在地表DEM点云中以c(x,y)为圆心，以2r为半径检索，检索距离圆心c(x,y)在xy平面最近的点，若R_m(x_m,y_m,z_m)与c(x,y)在xy平面距离最近，则取z_m地表高程，则树高H＝z_max-z_m。