三维激光----林业

三维扫描系统林业方向应用Focus3D 介绍 理解FARO Focus3D是一种精密的测量设备，可产生照片般逼真的三维图像。工作原理Focus3D的工作原理是将红外线激光束射到旋转光学镜的中心。该光学镜将使激光在围绕扫描环境垂直旋转的方向上产生偏差；之后，将周围对象的散射光反射回扫描仪。三维扫描林业应用杂志 林业生态与管理 杂志n 直接测量因子n 胸径、树高、冠幅、冠长、枝条接入点与末端点直线长度、分支角，方位角（传统的测树方法多是用围尺测量胸径 ,用测高器测量高度 ,用皮尺测量冠幅 ）n 间接测量因子n 材积（主干 +枝干）n 生长量（ 伐倒树木进行测量 ）背景分析树木测量要素n 目前林业测量存在问题：n 作业周期长n 工作效率低n 劳动强度大n 数据单一n 费用大n 砍伐树木，破坏环境，破坏林分结构背景分析优势：n 高速、高效、精确n 信息丰富n 无需可见光源n 点云可以直接测量n 非接触测量，对树木的无损伤， 所以可以对同一株树木进行连年观测 ,得出树木生长量及林分生长量 ,从而建立更精准的林木生长模型 .n 数字产品 ,便于保存和处理 ,将其编制的材积表存入数据库可进一步建成材积库 .实现全面数字化。 需要时只需输入相应地域、胸径、树高等相关因子即可获取某树种的材积 ,改变繁琐的传统查表方式 ,可极大地方便林业部门的管理和应用。三维激光扫描在林业应用案例分析外业扫描 彩色点云数据树木测量案例分析点云数据n 测量示例案例分析材积量测量在 Geomagic软件中，将点云封装为模型后，通过 “分析 ”菜单中的 “计算体积 ”，得到立木体积数据。案例分析树冠测量案例分析量取东西冠幅长度量取南北冠幅长度确定胸径案例分析技术持方案共享售后服务技术支持售后服务 方案共享胸径测量在 Geomagic软件中，通过选取两端点云的坐标，来计算树干胸径案例分析测量胸径案例分析树高测量案例分析案例分析外业扫描彩色点云 黑白点云2004年 7月至 8月，北京林业大学在甘肃省小陇山林业局党川林场组织实验 ,首次将三维激光扫描系统引入森林资源调查，共调查了 38个样地，对以锐齿栎为主要树种的102株立木进行了精准监测，通过数据处理分析已取得初步研究成果。案例分析n 精度保证：直接测量因子 ：经对不同径阶 15株锐齿栎扫描数据和伐倒木实测数据进行比较，胸径相对误差最大为 2.2318 %，平均相对误差为 0.156 %；树高相对误差最大为 2.23189 %，平均相对误差为 2.20197 %。可见采用三维激光扫描系统所获取的立木直接测量因子具有很高的精度，足以满足森林资源调查的精度要求。案例分析n 精度保证：间接测量因子 ：对 15株锐齿栎扫描后伐倒，采用中央断面区分求积法实测材积。对比结果，相对误差最大的为2.29138 % ，共有 3株相对误差超过 5 %，其余材积相对误差均小于 5 % ，总体平均相对误差为 2.21119 %。因而由三维激光扫描系统生成的模型算得的材积精度比较高，可以代替伐倒木获取的材积编制立木材积表。 案例分析河北省林业调查规划设计院 主要负责全省的森林资源动态监测、林业项目前期的可研的编写以及后期验收等工作。 由自己开发了专用的分析软件，成功地解决了立木求积的科学难题。案例分析n 茎干重建和数据标准化案例分析Detected circles with outliersIndustry-Standard File Format行业标准文件格式n 切割优化案例分析n 例子n 锯成木材回收 = 500,000m3n 1%的误差 = 5,000m3n 木材价格 = ￥ 200/m3n 增加收入 = ￥ 1,000,000案例分析2012年 3月，北京林业大学在某地林业基地实验，将三维激光扫描技术应用在树木空间角、一二级枝角度测量上。现实验初步取得成效。案例分析客户怎么说n 河北省林业调查规划设计院评价： 1.速度快：在不到一个月的时间内：在河北的五市、区采得样本树三千余株，使得到的方程更加具有广谱性、区域代表性。 2.精度高：与实际测量得到的数据相差不到二毫米。 3.运转稳定：机器经历了河北野外的严冬、春天的风沙，稳定运行近 20