CN113175918B - 一种智能手机测定植被盖度及密度的技术方法 - Google Patents

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    • G01C11/00—Photogrammetry or videogrammetry, e.g. stereogrammetry; Photographic surveying
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Abstract

一种智能手机测定植被盖度及密度的技术方法，其特征是，在手机离地面高度为h处对一片有林地进行有角度拍摄，然后通过手机相机垂直方向的张角α(手机相机主光轴与垂直方向可视范围的边界所成角度如图1)和左右张角β(手机相机主光轴与水平方向可视范围的边界所成角度如图2)可以得出相机拍摄出照片对应的样地面积S，根据相片上的树木株数n可以推算出样地植被密度N。在手机离地面高度为h处对手机置于水平姿态向上拍摄，根据相片中树木的总冠径在相片所占的比例得到植被覆盖度。

Description

一种智能手机测定植被盖度及密度的技术方法
一、技术领域
本发明涉及一种智能手机测定植被盖度及密度的技术方法
二、技术背景
在的森林调查工作中，传统的植被盖度及密度测定方法，需要规划样地，逐段测定，费时费力。
本发明利用智能手机获取的相片，手机测得的倾角和张角测定样地面积，拍摄的相片计算冠径覆盖度，方便快捷。
三、发明内容
一种智能手机测定植被盖度及密度的技术方法，其特征是，在手机离地面高度为h处对一片有林地进行有角度拍摄，然后通过手机相机垂直方向的张角α(手机相机主光轴与垂直方向可视范围的边界所成角度如图1)和左右张角β(手机相机主光轴与水平方向可视范围的边界所成角度如图2)可以得出相机拍摄出照片对应的样地面积S，根据相片上的树木株数n可以推算出样地植被密度N。在手机离地面高度为h处对手机置于水平姿态向上拍摄如图4，根据相片中树木的总冠径在相片所占的比例得到植被覆盖度。具体步骤如下：
(1)当地面为平地时，在手机离地面高度为h处对一片有林地进行45角度拍摄(角度通过手机方向传感器获得)，倾角可用智能手机自带的方向传感器获取或者其他测坡度软件进行测量。由于手机相机的垂直方向的张角α和左右张角β是固定值(通过手机相机标定以及坐标系转换可求得)，垂直张角α结合高度h可以计算出相机拍摄出照片所对应的实际长度L(见图1中HG)，
Figure GDA0003743710110000011
通过相机的左右张角β可以得出相机拍摄出照片所对应的实际宽度W(图2中FG的2倍)，图2中EG为图1的AB，值为
Figure GDA0003743710110000012
因此
Figure GDA0003743710110000013
因此可以推算出相片所对应的实际面积S，把拍摄的相片作为一块样地，根据相片上的树木株数n可以推算出样地植被密度
Figure GDA0003743710110000014
单位(株/ha)。
(2)当地面角度为r的斜坡时如图3，在手机离地面高度为h处对一片有林地进行水平拍摄，手机相机在图3中的可视范围为DG与DH之间，因此长度为L(图中HG)，作垂线DA，可计算出
Figure GDA0003743710110000015
得
Figure GDA0003743710110000016
由图2得宽度为
Figure GDA0003743710110000017
因此可以推算出地植被密度
Figure GDA0003743710110000018
单位(株/ha)。
(3)在手机离地面高度为h处将手机置于水平姿态向上拍摄，根据相片中树木的总冠径在相片所占的比例得到植被覆盖度。
本项发明与现有方法相比具有以下优点：
(1)与传统测定相比，本发明不需要对样地进行规划，省时省力。
(2)仅通过智能手机的摄影，结合手机测定的倾角和张角，即可方便地测量一样地的密度和覆盖度。
四、附图说明
下面结合附图和实例对本发明进一步说明。
图1图2图3图4为结合高度h和张角倾角的计算示意图
五、具体实施方式：
一种智能手机测定植被盖度及密度的技术方法，具体方式：
在手机离地面高度为h处对一片有林地进行有角度拍摄。然后通过手机相机垂直方向的张角α(手机相机主光轴与垂直方向可视范围的边界所成角度如图1)和左右张角β(手机相机主光轴与水平方向可视范围的边界所成角度如图2)可以得出相机拍摄出照片对应的样地面积S，根据相片上的树木株数n可以推算出样地植被密度N。在手机离地面高度为h处对手机置于水平姿态向上拍摄如图4，根据相片中树木的总冠径在相片所占的比例得到植被覆盖度。具体步骤如下：
(1)当地面为平地时，在手机离地面高度为h处对一片有林地进行45角度拍摄(角度通过手机方向传感器获得)，倾角可用智能手机自带的方向传感器获取或者其他测坡度软件进行测量。由于手机相机的垂直方向的张角α和左右张角β是固定值(通过手机相机标定以及坐标系转换可求得)，垂直张角α结合高度h可以计算出相机拍摄出照片所对应的实际长度L(见图1中HG)，
Figure GDA0003743710110000021
通过相机的左右张角β可以得出相机拍摄出照片所对应的实际宽度W(图2中FG的2倍)，图2中EG为图1的AB，值为
Figure GDA0003743710110000022
因此
Figure GDA0003743710110000023
因此可以推算出相片所对应的实际面积S，把拍摄的相片作为一块样地，根据相片上的树木株数n可以推算出样地植被密度
Figure GDA0003743710110000024
单位(株/ha)。
(2)当地面角度为r的斜坡时如图3，在手机离地面高度为h处对一片有林地进行水平拍摄，手机相机在图3中的可视范围为DG与DH之间，因此长度为L(图中HG)，作垂线DA，可计算出
Figure GDA0003743710110000025
得
Figure GDA0003743710110000026
由图2得宽度为
Figure GDA0003743710110000027
因此可以推算出地植被密度
Figure GDA0003743710110000028
单位(株/ha)。
(3)在手机离地面高度为h处将手机置于水平姿态向上拍摄，根据相片中树木的总冠径在相片所占的比例得到植被覆盖度。

Claims (1)

1.一种智能手机测定植被盖度及密度的技术方法，其特征是，在手机离地面高度为h处对一片有林地进行有角度拍摄，通过手机相机垂直方向的张角α和左右张角β得出相机拍摄出的照片对应的样地面积S，其中垂直方向的张角α为手机相机主光轴与垂直方向可视范围的边界所成角度，左右张角β为手机相机主光轴与水平方向可视范围的边界所成角度，根据相片上的树木株数n推算出样地植被密度N，在手机离地面高度为h处将手机置于水平姿态向上拍摄，根据相片中树木的总冠径在相片所占的比例得到植被覆盖度，具体步骤如下：
(1)当地面为平地时，在手机离地面高度为h处对一片有林地进行45°角拍摄，该角度使用智能手机自带的方向传感器获取或者使用测坡度软件进行测量，其中通过手机相机标定以及坐标系转换求得的手机相机的垂直方向的张角α和左右张角β是固定值，由垂直张角α结合高度h计算出相机拍摄出的照片所对应的实际长度L，其中
Figure FDA0003743710100000011
即
Figure FDA0003743710100000012
通过相机的左右张角β可以得出相机拍摄出的照片所对应的实际宽度W，其中
Figure FDA0003743710100000013
从而推算出相片所对应的实际面积S,其中S＝WL，把拍摄的相片作为一块样地，根据相片上的树木株数n推算出样地植被密度N，其中
Figure FDA0003743710100000014
即
Figure FDA0003743710100000015
Figure FDA0003743710100000016
单位为株/ha，
(2)当地面为角度为r的斜坡时，在手机离地面高度为h处对一片有林地进行水平拍摄，其中实际长度
Figure FDA0003743710100000017
宽度为
Figure FDA0003743710100000018
由此推算出植被密度
Figure FDA0003743710100000019
单位为株/ha，
(3)在手机离地面高度为h处将手机置于水平姿态向上拍摄，根据相片中树木的总冠径在相片所占的比例得到植被覆盖度。
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"数字近景摄影测量用于森林固定样地测树的研究";冯仲科 等;《北京林业大学学报》;20010930;第23卷(第5期);第15-18页 *

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