[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

说明书

本发明公开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，属于城市绿地碳汇量计算领域；计算方法包括：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TrimbleRealWorks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对常绿与落叶乔灌木的冠层点云数据进行体素化建模，统计常绿与落叶乔灌木的冠层体积；S3对地被点云数据进行网格化建模，统计地被的三维表面积；S4根据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；将两者相加得到被测绿地植被的总碳汇量。

技术领域

本发明属于城市绿地碳汇量计算领域，具体涉及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。

背景技术

近年来，工业化发展及城市快速扩张导致大气中二氧化碳等温室气体含量快速增加，进而引发了全球变暖、极端天气频发、海平面上升、生物多样性锐减等问题。绿地作为城市生态系统的重要组成部分，其植被、土壤等组成要素可以消减、吸收并储存空气中的二氧化碳，是中和城市碳排放的主体；城市绿地的碳汇效益成为重要的研究内容之一，碳汇量的计算是评价城市绿地碳汇效益的重要途径。

现有的城市绿地植被碳汇量计算方法包括：样地清查法、同化量法、微气象法和遥感估算法等，其计算多基于人工实测或卫星遥感数据，存在计算过程工作量大且复杂、效率不高，以及结果欠精准的问题。原因在于人工测算数据无法精确地描述植物等复杂形体，而遥感数据则无法获取林下垂直结构信息，难以准确反映城市绿地植被的空间特征。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供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，解决了背景技术中的技术问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种基于点云技术的城市绿地植被碳汇量计算方法，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。

进一步地，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。