CN101021409A - 近景普通数码相机测树方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种近景普通数码相机测树方法。以普通数码相机为工具，通过对固定样地摄影，利用恢复树木空间立体的方法，建立模型处理同名像点，通过拟合局部曲面方程的方法，内插出任意点坐标，计算胸径、任一处直径、树高、树冠体积等测树因子，充分利用了数码相机轻便、灵活的特点，缩短了实测周期；通过计算机建模处理数据，利用恢复的树木空间立体上各特征点坐标直接计算各测树因子，大大提高了森林资源调查的精度和工作效率，可大大降低成本。
Description
一、技术领域
本发明涉及一种森林资源调查中的森林计测方法，特别是一种近景普通数码相机测树方法。
二、技术背景
传统的国家森林资源连续清查通常采用每木调查方法结合航空遥感对样地调查，获取基本测树因子，但上述种种技术都有其明显的缺点和不足：
①外业调查采用人工目估或简单工具获取数据，精度较低，实测时行动缓慢，周期长。
②内业数据处理采用手工方式进行，计算、统计工作量较大，需要大量的人工投入，成本高，效率低下。
所以在国家森林资源连续清查过程中，采用传统的每木调查方法结合航空遥感对样地调查时，不可避免地带来很多麻烦且精度不高、效率低下。怎样提高调查每木调查精度，降低成本，提高效率成为本领域科技人员急待解决的问题。
三、发明内容
为了克服现有的测树方法在国家森林资源连续清查过程不可避免地带来的很多麻烦，提高观测精度和工作效率，本发明的目的是提供一种近景普通数码相机测树方法，它在观测精度提高的情况下，显著减少了内外业的工作量，提高了效率，克服了现有技术存在的缺点。
本发明的目的是这样实现的：以普通数码相机为工具，通过对固定样地摄影，利用恢复树木空间立体的方法，建立模型处理同名像点，通过拟合局部曲面方程的方法，内插出任意点坐标，计算胸径、任一处直径、树高、树冠体积等测树因子。
恢复树木空间立体的方法如下：在照相机视场内选择至少5个明显标志，测量这些标志的三维坐标，像点坐标通过数字影像从计算机上获取，像点坐标与目标点的坐标通过共线方程联系起来，通过线性变换求解共线方程中的未知参数，获得各特征点的三维坐标，拟合局部曲面方程，内插任意点坐标，恢复树木空间立体。
拟合局部曲面方程的方法如下：以待插值新点为圆心作圆，在圆内选取已知点，并把平面坐标转换到以待插值新点为坐标平面原点的坐标系中，通过平差计算求解拟合局部曲面方程。
本项发明与现有技术相比具有以下优点：
①采用普通数码相机拍照，轻便、灵活，实测周期短；
②通过计算机建模处理数据，获取树高、胸径等测树因子，精度高；
③实测数据通过计算机统计、计算，内业工作量小，效率高。
四、具体实施方式：
近景普通数码相机测树方法与现有方法不同，作了很大改进，具体是：以普通数码相机为工具，通过对固定样地摄影，利用恢复树木空间立体的方法，建立模型处理同名像点，通过拟合局部曲面方程的方法，内插出任意点坐标，计算胸径、任一处直径、树高、树冠体积等测树因子。具体实施方式如下：
1.在照相机视场内选择至少5个明显标志，测量其中心三维坐标，像点坐标通过数字影像从计算机上获得，像点坐标与目标点的地面坐标通过现有技术中的共线方程式联系起来。
2.对共线方程式进行线性变换，求解共线方程中的未知参数获得特征点的三维坐标。
3.由于测点的密度不能满足计算和绘图需要，采用拟合局部曲面方程的方法解决这个问题，对于一个待插值新点，选取邻近的几个点，把新点作为坐标平面的原点，然后用多项式拟合曲面；然后以待定点为圆心作圆，在圆内选取数据点，并把平面坐标变换到以待定点为原点的坐标系中，进行平差计算，求出多项式的各个系数，可由拟合的多项式局部曲面方程内插出任意点的坐标。
4.利用恢复的树木空间立体上各特征点坐标，可以直接计算其胸径、任一处直径、树高、树冠体积等测树因子。
Claims (3)
1.一种近景普通数码相机测树方法，其特征是：以普通数码相机为工具，通过对固定样地摄影，利用恢复树木空间立体的方法，建立模型处理同名像点，通过拟合局部曲面方程的方法，内插出任意点坐标，计算胸径、任一处直径、树高、树冠体积等测树因子。
2.根据权利要求1所述的近景普通数码相机测树方法，其特征是：其中恢复树木空间立体的方法如下：在照相机视场内选择至少5个明显标志，测量这些标志的三维坐标，像点坐标通过数字影像从计算机上获取，像点坐标与目标点的坐标通过共线方程联系起来，通过线性变换求解共线方程中的未知参数，获得特征点的三维坐标，拟合局部曲面方程，内插任意点坐标，恢复树木空间立体。
3.根据权利要求1所述的近景普通数码相机测树方法，其特征是：其中拟合局部曲面方程的方法如下：以待插值新点为圆心作圆，在圆内选取已知点，并把平面坐标转换到以待插值新点为坐标平面原点的坐标系中，通过平差计算求解拟合局部曲面方程。
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