FI117490B

FI117490B - Förfarande för definiering av attribut för trädbestånd med hjälp av en laserskanner, bildinformation och tolkning av enstaka träd

Info

Publication number: FI117490B
Application number: FI20040396A
Authority: FI
Inventors: Antero Kukko; Juha Hyyppae; Pekka Savolainen; Heikki Luukkonen; Eija Honkavaara; Xiaowei Yu
Original assignee: Geodeettinen Laitos; Blom Kartta Oy
Priority date: 2004-03-15
Filing date: 2004-03-15
Publication date: 2006-10-31
Also published as: NO20064680L; CA2556056A1; US20080260237A1; NO337638B1; CA2556056C; US8208689B2; FI20040396A; EP1728047B1; FI20040396A0; WO2005088252A1; EP1728047A1

Claims

1. Förfarande för bestämning av egenskaper pä trädbeständ med hjälp av en laserskanner och bilder, vid vilket en hop av punkter, som beskriver ^ 5 trädbeständet och som har tredimensionell information om objektpunkterna genereras med hjälp av laserskannern, kännetecknat därav, att a) bilder som överlapparvarandra genereras medelst flygfotografering, b) en förtätad hop av punkter produceras, som har ytterligare objektpunkter med tillhörande tredimensionell information, genom att förtäta hopen av punkter 10 som producerats med laserskannern med information frän bilderna som producerats med hjälp av flygfotografering, c) egenskaperna pä trädbeständet bestäms med hjälp av den förtätade hopen av punkter. f ; . . . | 15

2. Förfarande enligt patentkrav 1,kännetecknat därav, att efter steg a) kombineras hopen av punkter som genererats med laserskannern med 1 bildinformationen sä att dessa tillhör samma objekt. ·· >

3. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat därav, att den M*: 20 tredimensionella informationen om hopen av punkter som genererats med !.·*·* laserskannern bestär av tredimensionella koordinater för objektpunkterna. ·* * • · · . * · 1 ? • · ·

4. Förfarande enligt nägot av patentkraven 1'-3, kännetecknat därav, att frän hopen av punkter som genererats för steg c) med laserskannern skiljs de • · · 25 punkter som mätts frän markytan frän de punkter som mätts ovan markytan och tredimensionella punkter tillsätts närä de punkter som genererats med • » · *"·* laserskannern, vilka motsvarar punkter som mätts ovanom markytan.

• · * · • · * • · * *·· 5. Förfarande enligt nägot av patentkraven 1-4, kännetecknat därav, att för ·*· 30 bestämning av tredimensionella koordinater för objektpunkterna räknas *:· informationen frän lasermätningarna och bildinformationen frän flygfotograferingen i samma koordinatsystem. , 30 1 1 74 90

6. Förfarande enligt nägot av patentkraven 1-5, kännetecknat därav, att tredimensionella koordinater för tilläggspunkterna bestäms med hjälp av en fotogrammisk metod frän de överlappande bildema som i steg b) genererats medelst flygfotografering. 5. f

7. Förfarande enligt nägot av patentkraven 1 -6, kännetecknat därav, att steg c) utförs medelst mönsteridentifiering genom att bestämma modeller som beskriver kronorna och terrängen av trädbeständet eller med hjälp av koordinatinformation. 10

8. Förfarande enligt nägot av patentkraven 1 -7, kännetecknat därav, att man använder en sadan mängd objektpunkter att enskilda träd eller grupper av 1 träd kan särskiljas. ' '-'i 15

9. Förfarande enligt nägot av patentkraven 1 - 8, k ä n n e t e c k n a t därav, att i steg a) genereras, utom de tredimensionella koordinaterna, dessutom tonvärden ? för punkterna med hjälp av en kamera eller spektrometrifotografering. i

10. Förfarande enligt nägot av patentkraven 1 -9, kännetecknat därav, att i ·.;> 20 laserskannermaterialet som använts för att generera en förtätad hop av punkter finns flera pulser eller profilinformation (engl. full waveform data). * * * • · · • · • · *

11. Förfarande enligt nägot av patentkraven 1 -10, kännetecknat därav, att * . 'j den tredimensionella presentationen av höjden pa trädbeständet (höjdmodellen • · · '·...· 25 av trädbeständet) fas genom att räkna ut skillnaden mellan kronmodellen, som svarar mot de översta delarna av trädbeständet och som erhällits frän den * • · * *·!·* förtätade hopen av punkter, och terrängmodellen, som svarar mot markytan.

• · • · • · · • · • *·· 12. Förfarande enligt nägot av patentkraven 1-11,kännetecknat därav, att »*» h 30 med hjälp av den förtätade hopen av punkter görs en anisotropikorrigering av *:· bildens tonvärden för enskilda träd eller grupper av träd genom användning av - *»·» en kronmodell som genererats med hjälp av den förtätade hopen av punkter. 31 ____ 1 1 7490

13. Förfarande enligt nägot av patentkraven 1-12, kännetecknat därav, att en förändring av trädbeständet, säsom tili exempel en höjd- eller breddtillväxt av trädbeständet, förglesningar eller talina träd, kan räknas ut frän hoper av punkter som erhällits vid olika tidpunkter eller frän ytmodeller som svarar mot dessa. 5 ..-1

14. Förfarande enligt nägot av patentkraven 1 -13, k ä n n e t e c k n a t därav, att en identifiering av enskilda träd eller trädgrupper (definition av läget eller de yttersta gränserna av kronorna) görs genom att använda en förtätad hop av punkter, en ytmodell, ytmodeller, intensitetsdata pä laserskanningen, profildata 10 och/eller tonvärden pä bilderna med en i och för sig känd mönsteridentiferingsmetod.

15. Förfarande enligt nägot av patentkraven 1-14, kännetecknat därav, att t identifieringen av enskilda träd eller trädgrupper (definition av läget eller de 15 yttersta gränserna av kronorna) sker genom att använda bilder och höjden pä önskade träd erhalls med hjälp av material med data om den förtätade hopen av -f punkter. f

16. Förfarande enligt nägot av patentkraven 1 -15, kännetecknat därav, att * :tj[: 20 gammal inventeringskunskap, tidigare bilder och/eller lasermaterial används för :T: uppskattning av egenskaper pä trädbeständet eller för uppdatering. ·· I * · · • · • * ,j ··

17. Förfarande enligt nägot av patentkraven 1-16, kännetecknat därav, att man med hjälp av provpunkter som erhällits inom ett omräde som begränsats av * * * 25 ett träd definierar trädgeometrin och/eller trädets form antingen tvädimensionellt (tvärsnittet) eller tredimensionellt antingen för att identifiera trädslaget eller för t · · *·!·' modellutformning av trädbeständet.

• · · • · » · * * · • , ?, ·· • *·· 18. Förfarande enligt nägot av patentkraven 1-17, kännetecknat därav, att • * * 30 egenskaper pä enskilda träd eller trädgrupper, som erhälls genom analysering * ··· av höjdmodellen, utgörs av läget pä träden, äldern, höjden, tvärsnittet pä kronan, • »ti :\j kronans gräns, stammens tvärsnitt, kvaliteten pä timmerträdet, trädets värde, bottenytan, täckningsprocenten av kronan, utvecklingsklassen, trädslaget, ’ , 117490 !._32___ stomvolymen, och/eller stomantalet per ytenhet och statistiska kännetecken som “s kan härledas ur dessa. ί

19. Förfarande enligt patentkrav 18, kännetecknat därav, att tvärsnittet pä i 5 trädstammen kan härledas med hjälp av kronans genomsnittliga tvärsnitt eller trädhöjden och kronans genomsnittliga tvärsnitt och genom att möjligtvis utnyttja regler som utgär frän kunskap och möjligtvis skilt för vart och ett trädslag.

20. Förfarande enligt patentkrav 18, kännetecknat därav, att stomantalet 10 bestäms frän bilden eller hopen av punkter som antalet definierade kronor. ‘0

21. Förfarande enligt nagot av patentkraven 1-18, kännetecknat därav, att | krontäckningprocenten bestäms som förhallandet mellan ytan som täcks av kronor och hela ytan. 15 :;;

22. Förfarande enligt nagot av patentkraven 1-21,kännetecknat därav, att I :¾ för en större trädgrupp bestäms, utom egenskaperna pä enskilda träd eller | trädgrupper och statistiska data för dessa, dessutom stomantalet samt f krontäckningsprocenten i det trädbestand som syns ovanifrän, vilka kan : ·*: 20 användas vid estimeringen av parametrar för provomräden och mönster.

• · · · #·· ···'· * · · • :*·]: 23. Förfarande enligt nagot av patentkraven 1 -22, kännetecknat därav, att volymen pä trädbeständet bestäms helt eller delvis med hjälp av medelhöjden och krontäckningsprocenten pä trädbeständet (andelen kronor av den totala 25 ytan). f

24. Förfarande enligt nägot av patentkraven 1-23, kännetecknat därav, att • · ♦ bestämningen av egenskaperna pä trädbeständet sker med hjälp av ett m datorprogram. • · · :...:30

25. Datorprogram för att definiera egenskaper pä trädbestand frän information som ···· .*·,* erhällits med hälp av en laserskanner och bilder och för generering av en hop av • * ' \ . - -f, - ]_33 1 1 7 4 9 0 punkter som beskriver trädbestandet och innehäller tredimensionell information om objektpunkterna, kännetecknat därav, att med programmet a) genereras en förtätad hop av punkter med ytterligare objektpunkter och tredimensionell information i anslutning till dessa genom att förtäta 5 informationen om provpunkterna som genererats med laserskannern medelst överlappnade bilder, som producerats medelst flygfortografering, b) egenskaperna pä trädbestandet bestäms med hjälp av den förtätade hopen av punkter.

26. Datorprogram enligt patentkrav 25, kännetecknat därav, att det utför förfarandet enligt nagot av patentkraven 2-24. 15 : « · · • · · • * * * · ♦ « · · - e·;? • · * : • · * • · * · ··· • * • · ··* • · · '* • < * · ♦ · ;T ··· • · • · • · · * * · · ... • · · ··· *·· • · * · • · · *« • · ··· • · ♦*··.·· «·· • · · · • · • * * • ·· « ·