一种林分郁闭度测量方法技术

本发明专利技术涉及一种林分郁闭度测量方法，包括如下步骤：（1）确定测量区域，将经过测量区域的飞行路线作为郁闭度测量样线；（2）飞行器上搭载主动测距模块，启动主动测距模块，飞行器按飞行路线执行飞行和测量，在每个采样点测量激光测距距离，同时存储主动测距模块的采样点坐标；（3）将主动测距模块的采样点坐标和起飞点坐标进行对比，获得飞行器的高度值；计算每个采样点的激光测距距离和飞行器高度的差值，判断差值是否大于设定的阈值，如果超过，则认定此采样点不郁闭，如果未超过，则认定此采样点郁闭；汇总所有采样点结果，计算林分郁闭度。本发明专利技术测量精度可靠，测量速度快速，测量过程简单，可以批量快速完成林分郁闭度测量工作。可以批量快速完成林分郁闭度测量工作。可以批量快速完成林分郁闭度测量工作。

【技术实现步骤摘要】
一种林分郁闭度测量方法


[0001]本专利技术属于测量器械和仪器
，具体涉及一种林分郁闭度测量方法。

技术介绍

[0002]林分郁闭度是林分中树冠投影面积与林地面积之比，反应了林分利用生长空间的程度，是森林资源调查工作中重要因子。实际调查中主要使用目测方法，实测的方法包括树冠投影法、测线法和统计法，由于工作量大，测量速度慢，实际使用中一般采用目测方式代替，虽然速度快，但测量精度低。新技术新方法主要集中在遥感图像分类、鱼眼相机、激光雷达等方面，上述方法均存在测量操作技术要求高，测量后期处理时间长，算法复杂问题。
[0003]综上所述，亟需提供一种测量精度可靠，测量速度快速，测量过程简单，可以批量快速完成林分郁闭度测量工作的林分郁闭度测量方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种测量精度可靠，测量速度快速，测量过程简单，可以批量快速完成林分郁闭度测量工作的林分郁闭度测量方法。
[0005]上述目的是通过如下技术方案实现：一种林分郁闭度测量方法，包括如下步骤：（1）确定测量区域，划定飞行器飞行路线，将经过测量区域的飞行路线作为郁闭度测量样线；（2）飞行器上搭载主动测距模块，启动主动测距模块，飞行器按飞行路线执行飞行和测量，在多个采样点分别垂直测量主动测距模块至地面障碍物的距离，即激光测距距离，同时存储主动测距模块的采样点坐标；（3）获取飞行器测量数据，求解被测区域林分郁闭度；（3.1）将主动测距模块的采样点坐标和起飞点坐标进行对比，获得飞行器的高度值，定义如下：式中，为飞行器高度，为采样点位置的高程值，为起飞点位置的高程值；（3.2）计算每个采样点的激光测距距离和飞行器高度的差值，判断差值是否大于设定的阈值，如果超过，则认定此采样点不郁闭，如果未超过，则认定此采样点郁闭；（3.3）汇总所有采样点结果，统计郁闭的采样点数量和总采样点数量，郁闭采样点数量除以总采样点数量即为测量区域的林分郁闭度。
[0006]本专利技术通过在飞行器上搭载机载主动测距模块，将飞行器对被测样地或是被测区域的飞行路线作为测量样线，通过计算测量飞行器主动测距模块至地面障碍物高度情况，通过和飞行器自身高度做差值比较，判断当前采样点林分郁闭情况，最终综合统计所有测量样线中各采样点的数值计算林分郁闭度。本专利技术测量精度可靠，测量速度快速，测量过程简单，可以批量快速完成林分郁闭度测量工作。
[0007]进一步的技术方案是，所述步骤（3.2）中，阈值取值根据测定目标确定，若仅测定乔木林郁闭度，阈值为最高灌木高度，若测定乔木林以及灌木林覆盖度，阈值为最高地被物高度。
[0008]进一步的技术方案是，所述步骤（2）的具体步骤如下：（2.1）记录主动测距模块测量起飞点坐标；（2.2）启动飞行器飞行，测量主动测距模块当前坐标，对比被测区域的范围，判断是否进入测量区域；（2.3）进入测量区域后，在设定的固定时间间隔，垂直测量机载主动测距模块至地面障碍物的距离，测量点即为采样点，同时存储主动测距模块的采样点坐标。
[0009]进一步的技术方案是，所述步骤（3）中测量区域的林分郁闭度的计算公式如下：进一步的技术方案是，所述步骤（3）中测量区域的林分郁闭度的计算公式如下：式中，为林分郁闭度，为被郁闭的采样点数，为总采样点数量，为第个采样点郁闭情况，为1则代表郁闭，为0则代表未郁闭；为第个采样点的激光测距距离，为根据测定目标确定的阈值。
[0010]进一步的技术方案是，所述主动测距模块的PCB电路板上包括微处理器、电源模块、RTK模块、存储模块、数据接口、计时器、激光测距模块和指示灯，其中所述微处理器用于完成数据测量的计算、存储和控制，所述电源模块用于为微处理器提供电源，所述RTK模块用于获取主动测距模块的实时空间位置坐标，所述存储模块用于存储微处理器记录数据，所述数据接口用于开发、测试或现场问题处理使用，所述计时器用于提供高精度计时，所述激光测距模块测量到障碍物的距离。
[0011]进一步的技术方案是，所述飞行器为无人机。
[0012]相比于现有技术，本专利技术技术方案具备如下优势：郁闭度测量精度高：本专利技术中是对每个样线和采样点的实测，采用激光测距和高程对比的方式保证测量结果可靠，由于采样的样点和样线覆盖整个被测样地或被测区域，真实的反应了林分郁闭情况，尤其对于乔木林冠幅中的空隙点位也可以测量，测量精度高。
[0013]测量流程简单，实现快速测量：本专利技术仅放飞载有主动测距模块的无人机，就可以获得测量数据，无需其他测量过程，测量流程简单。由于每个采样点测量频率取决于主动测距模块发射时间间隔，激光测距模块单次测量时间间隔极短(可达毫秒级)，可以实现快速测量。
附图说明
[0014]构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0015]图1为本专利技术一种实施方式所涉及的林分郁闭度测量方法的原理示意图。
具体实施方式
[0016]下面结合附图对本专利技术进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本专利技术的保护范围有任何的限制作用。此外，本领域技术人员根据本文件的描述，可以对本文件中实施例中以及不同实施例中的特征进行相应组合。
[0017]本专利技术实施例如下，参照图1，一种林分郁闭度测量方法，包括如下步骤：（1）确定测量区域，划定飞行器飞行路线，将经过测量区域的飞行路线作为郁闭度测量样线；（2）飞行器上搭载主动测距模块，启动主动测距模块，飞行器按飞行路线执行飞行和测量，在多个采样点分别垂直测量主动测距模块至地面障碍物的距离，即激光测距距离，同时存储主动测距模块的采样点坐标；（3）获取飞行器测量数据，求解被测区域林分郁闭度；（3.1）将主动测距模块的采样点坐标和起飞点坐标进行对比，获得飞行器的高度值，定义如下：式中，为飞行器高度，为采样点位置的高程值，为起飞点位置的高程值；（3.2）计算每个采样点的激光测距距离和飞行器高度的差值，判断差值是否大于设定的阈值，如果超过，则认定此采样点不郁闭，如果未超过，则认定此采样点郁闭；（3.3）汇总所有采样点结果，统计郁闭的采样点数量和总采样点数量，郁闭采样点数量除以总采样点数量即为测量区域的林分郁闭度。
[0018]本专利技术通过在飞行器上搭载机载主动测距模块，将飞行器对被测样地或是被测区域的飞行路线作为测量样线，通过计算测量飞行器主动测距模块至地面障碍物高度情况，通过和飞行器自身高度做差值比较，判断当前采样点林分郁闭情况，最终综合统计所有测量样线中各采样点的数值计算林分郁闭度。本专利技术测量精度可靠，测量速度快速，测量过程简单，可以批量快速完成林分郁闭度测量工作。
[0019]在上述实施例的基础上，本专利技术另一实施例中，所述步骤（3.2）中，阈值取值根据测定目标确定，若仅测定乔木林郁闭度，阈值为最高灌木高度，若测定乔木林以及灌木林覆盖度，阈值为最高地被物高度。
[0020]在上述实施例的基础上，本专利技术另一实施例中，所述步骤（2）的具体步本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种林分郁闭度测量方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）确定测量区域，划定飞行器飞行路线，将经过测量区域的飞行路线作为郁闭度测量样线；（2）飞行器上搭载主动测距模块，启动主动测距模块，飞行器按飞行路线执行飞行和测量，在多个采样点分别垂直测量主动测距模块至地面障碍物的距离，即激光测距距离，同时存储主动测距模块的采样点坐标；（3）获取飞行器测量数据，求解被测区域林分郁闭度；（3.1）将主动测距模块的采样点坐标和起飞点坐标进行对比，获得飞行器的高度值，定义如下：式中，为飞行器高度，为采样点位置的高程值，为起飞点位置的高程值；（3.2）计算每个采样点的激光测距距离和飞行器高度的差值，判断差值是否大于设定的阈值，如果超过，则认定此采样点不郁闭，如果未超过，则认定此采样点郁闭；（3.3）汇总所有采样点结果，统计郁闭的采样点数量和总采样点数量，郁闭采样点数量除以总采样点数量即为测量区域的林分郁闭度。2.根据权利要求1所述的林分郁闭度测量方法，其特征在于，所述步骤（3.2）中，阈值取值根据测定目标确定，若仅测定乔木林郁闭度，阈值为最高灌木高度，若测定乔木林以及灌木林覆盖度，阈值为最高地被物高度。3.根据权利要求1或2所述的林分郁闭度测量方法，其特征在于，所述步骤（2）的具体步骤如下：（2.1）记录主动测距模块测量起...

【专利技术属性】
技术研发人员：高飞，李娜娜，李贝贝，李涛，
申请(专利权)人：四川省林业和草原调查规划院四川省林业和草原生态环境监测中心，
类型：发明
国别省市：