CN109325999A - 一种森林保护区样地样木的测绘展示方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种森林保护区样地样木的测绘展示方法及系统。该方法包括：采用无人机和全景相机采集样地样木的全景影像数据；采用三维激光扫描仪采集样地样木的三维点云数据；采用图像处理软件对所述全景影像数据进行处理，得到样地样木的全景漫游图像；采用扫描数据处理软件对所述三维点云数据进行处理，得到样地样木的三维点云模型；根据样地样木的全景漫游图像和三维点云模型，对森林保护区样地样木进行展示。本发明提供的森林保护区样地样木的测绘展示方法及系统，具有省时省力、样地样木的展示效果逼真的优势。

Description

一种森林保护区样地样木的测绘展示方法及系统

技术领域

本发明涉及森林保护区样地样木数据信息化管理领域，特别是涉及一种森林保护区样地样木的测绘展示方法及系统。

背景技术

现有技术中，测绘往往是通过经纬仪、水准仪、平板仪、电磁波测距仪、全站仪、陀螺经纬仪、激光测量仪器、液体静力水准仪和摄影经纬仪这些仪器进行测绘，需要工作人员到实地进行测量，既费时又费力。而且，对于森林保护区样地样木的测绘，传统的获取树木直径的大小是通过钢尺测量树木的周长，然后通过计算得出其直径，这种方法比较繁琐，而且受到测量手段的局限导致误差大，而且数据单一，对于后期可视化的展示来说，真实感较差。

发明内容

本发明的目的是提供一种森林保护区样地样木的测绘展示方法及系统，具有省时省力、样地样木的展示效果逼真的优势。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种森林保护区样地样木的测绘展示方法，所述方法包括：

采用无人机和全景相机采集样地样木的全景影像数据；

采用三维激光扫描仪采集样地样木的三维点云数据；

采用图像处理软件对所述全景影像数据进行处理，得到样地样木的全景漫游图像；

采用扫描数据处理软件对所述三维点云数据进行处理，得到样地样木的三维点云模型；

根据样地样木的全景漫游图像和三维点云模型，对森林保护区样地样木进行展示。

可选的，所述采用无人机和全景相机采集样地样木的全景影像数据，具体包括：

采用无人机对选定的展示样地样木所在区域进行全景拍摄；

在展示样地样木所在区域设置多行等间距排列的全景相机，对所述展示样地样木进行全景拍摄。

可选的，所述采用图像处理软件对所述全景影像数据进行处理，得到样地样木的全景漫游图像，具体包括：

采用PTGui软件对所述全景影像数据进行拼接。

采用Krpano软件将拼接后的全景影像数据批量处理生成全景漫游。

可选的，所述采用扫描数据处理软件对所述三维点云数据进行处理，得到样地样木的三维点云模型，具体包括：

采用Riscan软件对所述三维点云数据进行导入、去噪、配准、抽稀重采样，并对所述三维点云数据进行拼接，生成所述样地样木的三维点云模型。

可选的，所述方法还包括：

将方向标识物放在样地样木所在区域，所述方向标识物用于对所述全景相机拍摄的图像数据进行方向标定。

本发明还提供了一种森林保护区样地样木的测绘展示系统，所述系统包括：

图像采集模块，用于采用无人机和全景相机采集样地样木的全景影像数据；

三维数据采集模块，用于采用三维激光扫描仪采集样地样木的三维点云数据；

图像处理模块，用于采用图像处理软件对所述全景影像数据进行处理，得到样地样木的全景漫游图像；

三维数据处理模块，用于采用扫描数据处理软件对所述三维点云数据进行处理，得到样地样木的三维点云模型；

展示模块，用于根据样地样木的全景漫游图像和三维点云模型，对森林保护区样地样木进行展示。

可选的，所述图像采集模块，具体包括：

第一图像采集单元，用于采用无人机对选定的展示样地样木所在区域进行全景拍摄；

第二图像采集单元，用于在展示样地样木所在区域设置多行等间距排列的全景相机，对所述展示样地样木进行全景拍摄。

可选的，所述图像处理模块，具体包括：

图像处理单元，采用PTGui软件对所述全景影像数据进行拼接；采用Krpano软件将拼接后的全景影像数据批量处理生成全景漫游。

可选的，所述三维数据处理模块，具体包括：

三维数据处理单元，用于采用Riscan软件对所述三维点云数据进行导入、去噪、配准、抽稀重采样，并对所述三维点云数据进行拼接，生成所述样地样木的三维点云模型。

可选的，所述系统还包括：

方向标识物设置模块，用于将方向标识物放在样地样木所在区域，所述方向标识物用于对所述全景相机拍摄的图像数据进行方向标定。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明提供的森林保护区样地样木的测绘展示方法及系统，采用无人机、全景相机和三维激光扫描仪相结合，对森林保护区样地样木进行全景图像采集和三维数据采集，并采用图像处理软件以及三维数据处理软件对采集到的森林保护区样地样木数据进行处理，最后根据处理后的森林保护区样地样木的数据对森林保护区样地样木进行展示。既使展示效果具有真实的特点，又无需人力去进行测量，省时省力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例森林保护区样地样木的测绘展示方法的流程示意图；

图2为本发明实施例森林保护区样地样木的测绘展示系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种森林保护区样地样木的测绘展示方法及系统，具有省时省力、样地样木的展示效果逼真的优势。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明实施例森林保护区样地样木的测绘展示方法的流程示意图，如图1所示，本发明提供的森林保护区样地样木的测绘展示方法包括以下步骤：

步骤101：采用无人机和全景相机采集样地样木的全景影像数据；

步骤102：采用三维激光扫描仪采集样地样木的三维点云数据；

步骤103：采用图像处理软件对全景影像数据进行处理，得到样地样木的全景漫游图像；

步骤104：采用扫描数据处理软件对三维点云数据进行处理，得到样地样木的三维点云模型；

步骤105：根据样地样木的全景漫游图像和三维点云模型，对森林保护区样地样木进行展示。

其中，步骤101具体包括：

采用无人机对选定的展示样地样木所在区域进行全景拍摄。无人机全景拍摄采用“悟”系列，通过搭载的相机从不同的角度进行数据的采集，快速、高效获取丰富的数据信息，真实地反映地面的客观情况，满足项目样地及周围高空全景数据的需求。拍摄过程中在相应的飞控软件中对任务进行规划，间隔曝光，采用环绕中心拍照的曝光方式。

在展示样地样木所在区域设置多行等间距排列的全景相机，地面全景相机为保证影像覆盖率大约每10m架设一站(可根据需要调整间距)，对界桩的各个面分别架设相机进行拍摄，或者环绕界桩拍摄一圈影像，经过拼接制作成环物全景。

步骤102具体包括：采用三维激光扫描仪采集样地的三维点云信息，这里的三维点云信息主要是指样地内典型的样木点云和地形，采用三维激光扫描的方式，能在后期提取更多样地样木的真实可靠信息，更真实的记录样地情况。而且，利用三维激光扫描仪操作简便，数据采集量大的特点，对样地内样木及地形进行三维扫描，根据扫描对象的特点和精度要求拟定作业路线和扫描仪测站位置，确定合理的扫描距离和采样密度等，本次采集将扫描仪设置为80模式，保证采样密度的同时提高作业效率，同时，扫描仪配备单反相机，可以实现扫描对象纹理信息的获取，其中，80模式是三维激光扫描仪数据采集密度最大的模式设置。

步骤103具体包括：

采用PTGui软件对所述全景影像数据进行拼接。

利用PTGui软件加载全景相机六个镜头图片，利用相片之间重叠部分之间的特征点匹配，自动匹配、拼接成360度全景图片。

采用Krpano软件将拼接后的全景影像数据批量处理生成全景漫游。

利用Krpano软件进行批处理，会在原全景图的指定文件夹中生成新的vtour文件夹，该vtour文件夹里面包样地样木的全景网页tour.html、tour.swf文件、tour.js文件、HTML5的viewer、嵌入html的js文件合体和定义全景图的配置和皮肤设置的文件tour.xml，以及tiles文件夹；Krpano软件对全景影像数据处理后，即可生成一个简单的全景漫游，根据自身需要再漫游中加入相应功能，如：无缝过渡场景、定义指南针、界桩的属性信息等，将信息完善后即可将文件夹拖入云服务器进行发布。

在终端设备的浏览器上打开tour.HTML文件，浏览样地样木的全景漫游，利用软件程序对样地的全景漫游图漫游的配置和皮肤进行设置，根据需求添加功能，制作样地样木系统并发布成网页链接形式。

步骤104具体包括：

采用Riscan软件对三维点云数据进行导入、去噪、配准、抽稀重采样等过程，同时要验证点云数据的精度，确认无误后，即可对点云数据进行拼接，生成附有纹理的整体点云模型。

步骤105具体包括：

将多源测绘数据进行统一归类后放入保护区样地样木数据管理系统的数据库，通过保护区样地样木数据管理系统对保护区样地样木进行可视化展示。

本发明提供的森林保护区样地样木的测绘展示方法还包括：将方向标识物放在样地样木所在区域，方向标识物用于对全景相机拍摄的图像数据进行方向标定。根据方向标识物在全景漫游中显示预定走向，测量样地大小、地形等信息，样木曲径、种类等信息分类并加入全景漫游中显示。根据全景相机中方向指示器设置全景影像数据的方向heading。

本发明提供的森林保护区样地样木的测绘展示方法采用无人机、全景相机和三维激光扫描仪相结合，对森林保护区样地样木进行全景图像采集和三维数据采集，并采用图像处理软件以及三维数据处理软件对采集到的森林保护区样地样木数据进行处理，最后根据处理后的森林保护区样地样木的数据对森林保护区样地样木进行展示。既使展示效果具有真实的特点，又无需人力去进行测量，省时省力。

本发明还提供了一种森林保护区样地样木的测绘展示系统，如图2所示，该系统包括：

图像采集模块201，用于采用无人机和全景相机采集样地样木的全景影像数据；

三维数据采集模块202，用于采用三维激光扫描仪采集样地样木的三维点云数据；

图像处理模块203，用于采用图像处理软件对全景影像数据进行处理，得到样地样木的全景漫游图像；

三维数据处理模块204，用于采用扫描数据处理软件对三维点云数据进行处理，得到样地样木的三维点云模型；

展示模块205，用于根据样地样木的全景漫游图像和三维点云模型，对森林保护区样地样木进行展示。

其中，图像采集模块201，具体包括：

第一图像采集单元，用于采用无人机对选定的展示样地样木所在区域进行全景拍摄；

第二图像采集单元，用于在展示样地样木所在区域设置多行等间距排列的全景相机，对展示样地样木进行全景拍摄。

图像处理模块203，具体包括：

图像处理单元，用于采用PTGui软件对所述全景影像数据进行拼接；采用Krpano软件将拼接后的全景影像数据批量处理生成全景漫游。

三维数据处理模块204，具体包括：

三维数据处理单元，用于采用Riscan软件对三维点云数据进行导入、去噪、配准、抽稀重采样，并对三维点云数据进行拼接，生成样地样木的三维点云模型。

本发明提供的系统还包括：

方向标识物设置模块，用于将方向标识物放在样地样木所在区域，方向标识物用于对全景相机拍摄的图像数据进行方向标定。

本发明提供的森林保护区样地样木的测绘展示系统采用无人机、全景相机和三维激光扫描仪相结合，对森林保护区样地样木进行全景图像采集和三维数据采集，并采用图像处理软件以及三维数据处理软件对采集到的森林保护区样地样木数据进行处理，最后根据处理后的森林保护区样地样木的数据对森林保护区样地样木进行展示。既使展示效果具有真实的特点，又无需人力去进行测量，省时省力。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种森林保护区样地样木的测绘展示方法，其特征在于，所述方法包括：

采用无人机和全景相机采集样地样木的全景影像数据；

采用三维激光扫描仪采集样地样木的三维点云数据；

采用图像处理软件对所述全景影像数据进行处理，得到样地样木的全景漫游图像；

采用扫描数据处理软件对所述三维点云数据进行处理，得到样地样木的三维点云模型；

根据样地样木的全景漫游图像和三维点云模型，对森林保护区样地样木进行展示。

2.根据权利要求1所述的森林保护区样地样木的测绘展示方法，其特征在于，所述采用无人机和全景相机采集样地样木的全景影像数据，具体包括：

采用无人机对选定的展示样地样木所在区域进行全景拍摄；

在展示样地样木所在区域设置多行等间距排列的全景相机，对所述展示样地样木进行全景拍摄。

3.根据权利要求1所述的森林保护区样地样木的测绘展示方法，其特征在于，所述采用图像处理软件对所述全景影像数据进行处理，得到样地样木的全景漫游图像，具体包括：

采用PTGui软件对所述全景影像数据进行拼接；

采用Krpano软件将拼接后的全景影像数据批量处理生成全景漫游。

4.根据权利要求1所述的森林保护区样地样木的测绘展示方法，其特征在于，所述采用扫描数据处理软件对所述三维点云数据进行处理，得到样地样木的三维点云模型，具体包括：

采用Riscan软件对所述三维点云数据进行导入、去噪、配准、抽稀重采样，并对所述三维点云数据进行拼接，生成所述样地样木的三维点云模型。

5.根据权利要求1所述的森林保护区样地样木的测绘展示方法，其特征在于，所述方法还包括：

将方向标识物放在样地样木所在区域，所述方向标识物用于对所述全景相机拍摄的图像数据进行方向标定。

6.一种森林保护区样地样木的测绘展示系统，其特征在于，所述系统包括：

图像采集模块，用于采用无人机和全景相机采集样地样木的全景影像数据；

三维数据采集模块，用于采用三维激光扫描仪采集样地样木的三维点云数据；

图像处理模块，用于采用图像处理软件对所述全景影像数据进行处理，得到样地样木的全景漫游图像；

三维数据处理模块，用于采用扫描数据处理软件对所述三维点云数据进行处理，得到样地样木的三维点云模型；

展示模块，用于根据样地样木的全景漫游图像和三维点云模型，对森林保护区样地样木进行展示。

7.根据权利要求6所述的森林保护区样地样木的测绘展示系统，其特征在于，所述图像采集模块，具体包括：

第一图像采集单元，用于采用无人机对选定的展示样地样木所在区域进行全景拍摄；

第二图像采集单元，用于在展示样地样木所在区域设置多行等间距排列的全景相机，对所述展示样地样木进行全景拍摄。

8.根据权利要求6所述的森林保护区样地样木的测绘展示系统，其特征在于，所述图像处理模块，具体包括：

图像处理单元，采用PTGui软件对所述全景影像数据进行拼接；采用Krpano软件将拼接后的全景影像数据批量处理生成全景漫游。

9.根据权利要求6所述的森林保护区样地样木的测绘展示系统，其特征在于，所述三维数据处理模块，具体包括：

三维数据处理单元，用于采用Riscan软件对所述三维点云数据进行导入、去噪、配准、抽稀重采样，并对所述三维点云数据进行拼接，生成所述样地样木的三维点云模型。

10.根据权利要求6所述的森林保护区样地样木的测绘展示系统，其特征在于，所述系统还包括：

方向标识物设置模块，用于将方向标识物放在样地样木所在区域，所述方向标识物用于对所述全景相机拍摄的图像数据进行方向标定。