[发明专利]一种基于点云技术的城市绿地植被碳汇量计算方法及系统

权利要求书

1.一种基于点云技术的城市绿地植被碳汇量计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，采用三维激光雷达扫描仪采集被测绿地的点云数据，使用Trimble RealWorks软件对被测绿地的点云数据进行分类与处理，得到常绿与落叶乔灌木的冠层点云数据和地被点云数据；

S2，对S1得到的常绿与落叶乔灌木的冠层点云数据进行体素化建模，根据建模结果，统计常绿与落叶乔灌木的冠层体积；

S3，对S1得到的地被点云数据进行网格化建模，根据建模结果统计地被的三维表面积；

S4，根据S2得到的常绿与落叶乔灌木的冠层体积，由乔灌木碳汇计算公式计算得到常绿与落叶乔灌木的碳汇量；再根据S3得到的地被三维表面积，由地被碳汇计算公式计算得到地被碳汇量；最后将两者相加得到被测绿地植被的总碳汇量。

2.一种基于点云技术的城市绿地植被碳汇量计算方法，其特征在于，S1中，所述点云数据的分类处理步骤包括：

S11，利用Trimble Realworks软件将被测区的点云数据分为地表、乔灌木、建筑和其他，共四类点云数据。；

S12，基于S11获得的分类后点云数据，运用Trimble RealWorks软件的点云分割功能，首先去除地表点云数据中的硬质地面的点云数据，得到地被点云数据；其次将乔灌木点云数据分为乔木点云数据和灌木点云数据；之后再剔除建筑和其他点云数据；

S13，利用Trimble RealWorks软件的点云分割功能，将S12获得的灌木点云数据分为常绿灌木与落叶灌木点云数据；

S14，在LIDAR360软件中采用分水岭算法对S12中得到的乔木点云数据进行单木分割，得到常绿乔木与落叶乔木点云数据；

S15，将S13得到的常绿与落叶灌木点云数据以及S14得到的常绿与落叶乔木点云数据中，除冠层之外的数据剔除，得到常绿与落叶乔灌木的冠层点云数据。

3.根据权利要求2所述的一种基于点云技术的城市绿地植被碳汇量计算方法，其特征在于，S14中，单木分割得到常绿乔木与落叶乔木点云数据的步骤包括：

S141，利用地表点云数据及乔木点云数据，通过不规则三角网插值法和反距离权重插值法生成数字高程模型和数字表面模型，将两个模型相减得到冠层高度模型；

S142，基于冠层高度模型进行单木分割，通过分水岭算法得到乔木的初始单木数据以及种子点，再借助LIDAR360软件中的ALS种子点编辑工具对单木分割结果进行检查与修正，增删有分割误差的种子点并再次进行单木分割，得到乔木的单木点云数据；

S143，参照场地现状植被分布图对分割结果进行树种识别并归类，得到常绿乔木与落叶乔木点云数据。

4.根据权利要求3所述的一种基于点云技术的城市绿地植被碳汇量计算方法，其特征在于，S2中，得到常绿与落叶乔灌木的冠层体积的具体步骤包括：

S21，运用Rhino软件平台，借助Grasshopper软件中的Tarsier插件构建体素化建模电池组；

S22，基于S21得到的体素化建模电池组，以及体素边长与植物建模体积的函数关系，利用Rhino软件平台借助Grasshopper软件中的Anemone插件构建体素边长测试电池组；

S23，根据S22构建的体素边长测试电池组，确定乔灌木体素化建模的体素边长；

S24，将常绿乔木、落叶乔木、常绿灌木、落叶灌木的冠层点云数据及S23得到的体素边长，导入体素化建模电池组，完成常绿乔木、落叶乔木、常绿灌木、落叶灌木冠层点云数据的体素化建模，并获得相应的冠层体积。

5.根据权利要求4所述的一种基于点云技术的城市绿地植被碳汇量计算方法，其特征在于，S22中，体素边长与植物建模体积的函数关系公式如下：

X＝1/k

Y＝V_k

式中，k为体素边长；V_k为k体素边长设置下所对应的植物建模体积。