【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及胸径测量，尤其涉及一种用于林草资源调查的胸径测量方法和一种测量设备。
技术介绍
1、胸径又称干径，指乔木主干离地表面胸高处的直径，断面畸形时，测取最大值和最小值的平均值。不同的乔木的胸高有差异，不同的国家对胸径的规定也有差别。大多数国家胸高位置定为地面以上1.3米高处。
2、一般的胸径测量工具，可测树的直径和周长，具有不同的长短规格，围着树干绕一圈读出来的数值是周长和该周长对应的直径。
3、测量时，测量工具必须与树的倾斜度形成垂直角度，并且不要把测量工具放在树干等不正常的位置上。
4、林草资源中的胸径测量是林业管理和研究当中的一项重要工作，其有利于全面了解林分结构，有利于对森林资源的生长潜力和生态功能进行评估，以及对树木的健康进行监测。
5、然而，林草资源中的胸径测量工作任务繁重，一般采取人工测量，若测量周期太短，则难以覆盖如此大的测量范围，若测量周期过长，又无法及时有效管理林草资源信息。
6、并且，林草资源管理中，有些数据实际上并不需要提供高精度的测量结果，粗略数据即可满足林草资源管理的需求，因此，需要提供一种更为智能、方便的林草资源调查的胸径测量方法。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于提供一种用于林草资源调查的胸径测量方法，以及一种测量设备，旨在解决现有的胸径测量方法任务繁重，依赖人工无法及时测量的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供的一种用于林草资源调查的胸径测量方法，包括如
3、获取在调查范围内抽样采集的树木的实测胸径、地理位置数据，以及树种，以形成抽样胸径数据；
4、获取采用无人机在所述调查范围内巡航采集的树木航拍图像；
5、根据树木航拍图像分割形成多个与地理位置数据对应的冠幅图像；
6、获取根据冠幅图像识别的树种，并计算得到冠幅图像对应的树木预估胸径，其中，树木预估胸径对应关联有树种和地理位置数据；
7、根据所述实测胸径对应的地理位置数据和树种，确定对应的树木预估胸径；
8、根据实测胸径与对应的树木预估胸径，对根据冠幅图像计算得到的树木预估胸径进行修正，得到所述调查范围内的胸径测量结果。
9、优选地，所述获取采用无人机在所述调查范围内巡航采集的树木航拍图像的步骤，包括：
10、获取林草资源的调查范围，并获取调查范围对应的林分密度；
11、当林分密度小于设定密度范围时，获取采用无人机在调查范围的设定高度巡航采集的图像，作为树木航拍图像；
12、当林分密度达到设定密度范围时，获取采用无人机在调查范围内按照不同巡航高度巡航，采集的多个巡航高度的图像，将最大巡航高度的图像确定为树木航拍图像。
13、优选地，所述将最大巡航高度的图像确定为树木航拍图像的步骤之后，还包括：
14、当林分密度达到设定密度范围时，识别树木航拍图像中的冠幅图像重叠区域；
15、通过最大巡航高度以下的巡航高度采集的局部树木图像，对应替换冠幅图像重叠区域，以形成局部有替换区域的树木航拍图像。
16、优选地，所述根据树木航拍图像分割形成多个与地理位置数据对应的冠幅图像的步骤，包括：
17、获取调查范围的林分密度，并以林分密度确定分割尺度；
18、获取调查范围的边界地理坐标；
19、根据分割尺度，对所述树木航拍图像进行图像分割，以得到分割后的冠幅图像；
20、根据分割后的冠幅图像在树木航拍图像中的位置，计算每个冠幅图像对应的地理位置数据。
21、优选地，所述计算得到冠幅图像对应的树木预估胸径的步骤，包括：
22、根据所述调查范围的边界地理坐标，确定树木航拍图像的东西方向与南北方向；
23、测量冠幅图像的东西冠幅和南北冠幅；
24、根据东西冠幅和南北冠幅，计算冠幅尺寸；
25、根据冠幅图像对应的树种和冠幅尺寸，计算冠幅图像对应的树木预估胸径。
26、优选地，所述根据冠幅图像对应的树种和冠幅尺寸，计算冠幅图像对应的树木预估胸径的步骤，包括：
27、获取预测时段内的气象数据中的生长季积温数据、生长季最低温数据、年降水量、年度气温月较差，并获取年度平均气温与年度平均总降水量的比值；
28、获取冠幅图像对应的树种；
29、根据树种，确定生长季积温数据对应的第一影响因子；
30、根据树种，确定生长季最低温数据对应的第二影响因子；
31、根据树种，确定年降水量对应的第三影响因子；
32、根据树种，确定年度气温月较差对应的第四影响因子；
33、根据树种，确定年度平均气温与年度平均总降水量的比值对应的第五影响因子；
34、根据树种和冠幅尺寸，计算冠幅图像对应的粗算胸径；
35、根据第一影响因子、第二影响因子、第三影响因子、第四影响因子、第五影响因子和粗算胸径，计算冠幅图像对应的树木预估胸径。
36、优选地，采用如下方式计算冠幅图像对应的粗算胸径：
37、；
38、其中，为树木航拍图像中第i个树种第j个个体对应的冠幅尺寸，为树木航拍图像中第i个树种第j个个体对应的粗算胸径，为第i个树种的二次项系数，为第i个树种的一次项系数，为第i个树种的常数项；
39、因此：
40、；
41、根据如下方式计算冠幅图像对应的树木预估胸径：
42、；
43、其中，为树木航拍图像中第i个树种第j个个体的树木预估胸径；为树木航拍图像中第i个树种的第一影响因子，为树木航拍图像中第i个树种的第二影响因子；为树木航拍图像中第i个树种的第三影响因子；为树木航拍图像中第i个树种的第四影响因子；为树木航拍图像中第i个树种的第五影响因子；为第一影响因子对第i个树种的胸径影响量；为第二影响因子对第i个树种的胸径影响量；为第三影响因子对第i个树种的胸径影响量；为第四影响因子对第i个树种的胸径影响量；为第五影响因子对第i个树种的胸径影响量；
44、采用如下公式，对根据冠幅图像计算得到的树木预估胸径进行修正：
45、；
46、其中，为树木航拍图像中第i个树种第j个个体的树木预估胸径的修正值，为第i个树种对应的树木预估胸径与实测胸径的差值的平均值。
47、优选地，所述方法，还包括：
48、根据相邻年份的胸径测量结果的差值，相邻年份中初始年份的胸径测量结果，以及对应的树种，形成树种、树龄的地理位置分布图。
49、优选地，所述根据实测胸径与对应的树木预估胸径，对根据冠幅图像计算得到的树木预估胸径进行修正，得到所述调查范围内的胸径测量结果的步骤，包括：
50、按照树种，将实测胸径分组；
51、按照每一组中的实测胸径对应的胸径范围，对每一组中本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于林草资源调查的胸径测量方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的用于林草资源调查的胸径测量方法，其特征在于，所述获取采用无人机在所述调查范围内巡航采集的树木航拍图像的步骤，包括：
3.根据权利要求2所述的用于林草资源调查的胸径测量方法，其特征在于，所述将最大巡航高度的图像确定为树木航拍图像的步骤之后，还包括：
4.根据权利要求1所述的用于林草资源调查的胸径测量方法，其特征在于，所述根据树木航拍图像分割形成多个与地理位置数据对应的冠幅图像的步骤，包括：
5.根据权利要求4所述的用于林草资源调查的胸径测量方法，其特征在于，所述计算得到冠幅图像对应的树木预估胸径的步骤，包括：
6.根据权利要求5所述的用于林草资源调查的胸径测量方法，其特征在于，所述根据冠幅图像对应的树种和冠幅尺寸，计算冠幅图像对应的树木预估胸径的步骤，包括：
7.根据权利要求6所述的用于林草资源调查的胸径测量方法，其特征在于，采用如下方式计算冠幅图像对应的粗算胸径：
8.根据权利要求1所述的用于林草资源调查的
9.根据权利要求1至8中任一所述的用于林草资源调查的胸径测量方法，其特征在于，所述根据实测胸径与对应的树木预估胸径，对根据冠幅图像计算得到的树木预估胸径进行修正，得到所述调查范围内的胸径测量结果的步骤，包括：
10.一种测量设备，其特征在于，所述测量设备包括处理模块和分别与所述处理模块通信连接的输入模块、激光测距模块和GPS定位模块；所述处理模块还用于与无人机通信连接；所述测量设备应用如权利要求1至9中任一项所述的用于林草资源调查的胸径测量方法，其中；
...【技术特征摘要】
1.一种用于林草资源调查的胸径测量方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的用于林草资源调查的胸径测量方法，其特征在于，所述获取采用无人机在所述调查范围内巡航采集的树木航拍图像的步骤，包括：
3.根据权利要求2所述的用于林草资源调查的胸径测量方法，其特征在于，所述将最大巡航高度的图像确定为树木航拍图像的步骤之后，还包括：
4.根据权利要求1所述的用于林草资源调查的胸径测量方法，其特征在于，所述根据树木航拍图像分割形成多个与地理位置数据对应的冠幅图像的步骤，包括：
5.根据权利要求4所述的用于林草资源调查的胸径测量方法，其特征在于，所述计算得到冠幅图像对应的树木预估胸径的步骤，包括：
6.根据权利要求5所述的用于林草资源调查的胸径测量方法，其特征在于，所述根据冠幅图像对应的树种...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵文鹏，毛先如，邓岳雷，厉超，王凯昱，
申请(专利权)人：中电数科科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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