一种基于激光点云的森林资源调查监测系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于激光点云的森林资源调查监测系统及方法，所述系统包括相互耦接的林木数据测定模块、林木数据采集模块、数据建库与更新模块、地图浏览服务模块和查询统计模块，林木数据测定模块部署于激光雷达设备，林木数据采集模块部署于移动终端。本发明专利技术通过林木数据测定模块、林木数据采集模块、数据建库与更新模块、地图浏览服务模块和查询统计模块构建了自动化、智能化的森林资源调查监测系统，基于激光点云技术进行数据的采集，极大地提高了森林资源调查的工作效率、数据的准确性和更新速度，为及时进行相关的决策分析提供技术支持，有效解决了现有技术中森林资源调查难度大、精度低、自动化程度不高的问题。自动化程度不高的问题。自动化程度不高的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于激光点云的森林资源调查监测系统及方法


[0001]本专利技术涉及森林资源监测
，尤其涉及一种基于激光点云的森林资源调查监测系统及方法。

技术介绍

[0002]森林资源调查作为一项重大基础性自然资源调查工作，目前已建立起了完备的调查监测制度。但在技术体系方面，长期以来仍采用人力的方式深入林区进行调查检尺，受森林资源现地条件及林木调查信息内容多、杂等因素的影响，存在调查难度大、精度低、自动化程度不高等问题，特别是在部分地势起伏较大的斜坡区域，无法进行安全、高效、精细的调查工作，存在调查效率低、调查精度不高、调查难度大等一系列的问题，特别是在部分地势起伏较大的斜坡区域，无法进行安全、高效、精细的调查工作。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，特别创新地提出了一种基于激光点云的森林资源调查监测系统及方法，极大地提高了森林资源调查的工作效率、森林资源数据的准确性和更新速度，为及时进行相关的决策分析提供技术支持。
[0004]为了实现本专利技术的上述目的，根据本专利技术的第一个方面，本专利技术提供了一种基于激光点云的森林资源调查监测系统，所述系统包括相互耦接的林木数据测定模块、林木数据采集模块、数据建库与更新模块、地图浏览服务模块和查询统计模块，其中，
[0005]所述林木数据测定模块，部署于激光雷达设备，其用于基于激光点云技术测定目标调查区域的林木数据，其中，所述林木数据包括林木树高、冠径、胸径以及株数；
[0006]所述林木数据采集模块，部署于移动终端，其用于从所述林木数据测定模块采集测定得到的所述林木数据，并根据所述林木数据和预先构建的森林蓄积量计算模型计算目标调查区域的森林蓄积量，以及用于采集所述目标调查区域的外业现场输入数据，并根据所述外业现场输入数据和预先构建的郁闭度计算模型、林地质量等级计算模型计算分别计算所述目标调查区域的林地郁闭度和林地质量等级，其中，所述外业现场输入数据包括：地类、林木权属、林地权属、树种、林分起源和林地照片；
[0007]所述数据建库与更新模块，用于基于所述林木数据采集模块采集和计算得到的数据建立和更新林地信息数据库；
[0008]所述地图浏览服务模块，用于发布所述目标调查区域的森林资源调查图斑数据至所述林木数据采集模块，以及用于实现所述林地信息数据库中林地信息数据的查看、分析和林地地图的绘制；
[0009]所述查询统计模块，用于对采集、更新的林地信息数据进行查询统计。
[0010]优选地，所述激光雷达设备包括无人机机载激光雷达设备和手持激光雷达设备，所述林木数据测定模块执行基于激光点云技术测定目标调查区域的林木数据时，具体用于：
[0011]通过所述无人机机载激光雷达设备远程对所述目标调查区域进行激光点云扫描及信息采集得到无人机激光点云数据；
[0012]通过所述手持激光雷达设备近距离对所述目标调查区域进行激光点云扫描及信息采集得到手持激光雷达点云数据；
[0013]将所述无人机激光点云数据和手持激光雷达点云数据进行数据融合，得到所述目标调查区域的林木数据对应的全域立体激光点云数据。
[0014]优选地，所述林木数据测定模块执行将所述无人机激光点云数据和手持激光雷达点云数据进行数据融合时具体用于：
[0015]基于迭代最近点算法利用所述手持激光雷达点云数据对所述无人机激光点云数据进行补充、校正和密度增强计算。
[0016]优选地，所述数据建库与更新模块执行基于所述林木数据采集模块采集和计算得到的数据建立和更新林地信息数据库时，具体用于：
[0017]获取林地信息数据库的数据库标准规范文件；
[0018]基于所述数据库标准规范文件建立林地外业采集数据与数据库标准之间的映射关系；
[0019]基于所述林地外业采集数据与数据库标准之间的映射关系将所述林木数据采集模块采集的数据进行数据转换成得到林业规范数据；
[0020]基于GIS技术将所述林业规范数据导入到空间数据库形成林地信息数据库；
[0021]基于所述林木数据采集模块采集和计算得到的数据对所述林地信息数据库进行增量更新和全量更新。
[0022]优选地，所述查询统计模块执行对采集、更新的林地信息数据进行查询统计时具体用于：
[0023]基于ETL技术和GIS技术对所述林地信息数据库存储的数据进行多维度的自定义统计分析。
[0024]根据本专利技术的第二个方面，本专利技术提供了一种基于激光点云的森林资源调查监测方法，所述方法基于上述第一个方面所述的系统，所述方法包括如下步骤：
[0025]通过所述地图浏览服务模块基于ArcGIS工具清理出需要进行外业调查监测的目标调查区域的森林资源调查图斑数据；
[0026]通过所述地图浏览服务模块将所述森林资源调查图斑数据发布至林木数据采集模块；
[0027]通过所述林木数据测定模块基于激光点云技术对所述目标调查区域的林木进行扫描和数据采集，以测定所述目标调查区域的林木数据，并将测定得到的所述林木数据传输至林木数据采集模块，其中，所述林木数据包括林木的树高、冠径、胸径以及株数；
[0028]通过所述林木数据采集模块基于所述林木数据和预先构建的森林蓄积量计算模型计算目标调查区域的森林蓄积量；
[0029]通过所述林木数据采集模块采集所述目标调查区域的外业现场输入数据，并根据所述外业现场输入数据和预先构建的郁闭度计算模型、林地质量等级计算模型计算分别计算所述目标调查区域的林地郁闭度和林地质量等级，其中，所述外业现场输入数据包括：地类、林木权属、林地权属、树种、林分起源和林地照片；
[0030]通过所述数据建库与更新模块基于所述林木数据采集模块采集和计算得到的数据建立和更新林地信息数据库；
[0031]通过所述地图浏览服务模块对所述林地信息数据库中林地信息数据进行查看、分析，并基于所述林地信息数据绘制林地地图；
[0032]通过所述查询统计模块对采集、更新的林地信息数据进行查询统计。
[0033]优选地，所述通过所述林木数据测定模块基于激光点云技术对所述目标调查区域的林木进行扫描和数据采集，以测定所述目标调查区域的林木数据包括：
[0034]通过无人机机载激光雷达设备远程对所述目标调查区域进行激光点云扫描及信息采集得到无人机激光点云数据；
[0035]通过手持激光雷达设备近距离对所述目标调查区域进行激光点云扫描及信息采集得到手持激光雷达点云数据；
[0036]将所述无人机激光点云数据和手持激光雷达点云数据进行数据融合，得到所述目标调查区域的林木数据对应的全域立体激光点云数据。
[0037]优选地，所述将所述无人机激光点云数据和手持激光雷达点云数据进行数据融合包括：
[0038]基于迭代最近点算法利用所述手持激光雷达点云数据对所述无人机激光点云数据进行补充、校正和密度增强计算。
[0039]优选地，所述通过所述数据建库与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于激光点云的森林资源调查监测系统，其特征在于，包括相互耦接的林木数据测定模块、林木数据采集模块、数据建库与更新模块、地图浏览服务模块和查询统计模块，其中，所述林木数据测定模块，部署于激光雷达设备，其用于基于激光点云技术测定目标调查区域的林木数据，其中，所述林木数据包括林木树高、冠径、胸径以及株数；所述林木数据采集模块，部署于移动终端，其用于从所述林木数据测定模块采集测定得到的所述林木数据，并根据所述林木数据和预先构建的森林蓄积量计算模型计算目标调查区域的森林蓄积量，以及用于采集所述目标调查区域的外业现场输入数据，并根据所述外业现场输入数据和预先构建的郁闭度计算模型、林地质量等级计算模型计算分别计算所述目标调查区域的林地郁闭度和林地质量等级，其中，所述外业现场输入数据包括：地类、林木权属、林地权属、树种、林分起源和林地照片；所述数据建库与更新模块，用于基于所述林木数据采集模块采集和计算得到的数据建立和更新林地信息数据库；所述地图浏览服务模块，用于发布所述目标调查区域的森林资源调查图斑数据至所述林木数据采集模块，以及用于实现所述林地信息数据库中林地信息数据的查看、分析和林地地图的绘制；所述查询统计模块，用于对采集、更新的林地信息数据进行查询统计。2.根据权利要求1所述的基于激光点云的森林资源调查监测系统，其特征在于，所述激光雷达设备包括无人机机载激光雷达设备和手持激光雷达设备，所述林木数据测定模块执行基于激光点云技术测定目标调查区域的林木数据时，具体用于：通过所述无人机机载激光雷达设备远程对所述目标调查区域进行激光点云扫描及信息采集得到无人机激光点云数据；通过所述手持激光雷达设备近距离对所述目标调查区域进行激光点云扫描及信息采集得到手持激光雷达点云数据；将所述无人机激光点云数据和手持激光雷达点云数据进行数据融合，得到所述目标调查区域的林木数据对应的全域立体激光点云数据。3.根据权利要求2所述的基于激光点云的森林资源调查监测系统，其特征在于，所述林木数据测定模块执行将所述无人机激光点云数据和手持激光雷达点云数据进行数据融合时具体用于：基于迭代最近点算法利用所述手持激光雷达点云数据对所述无人机激光点云数据进行补充、校正和密度增强计算。4.根据权利要求1所述的基于激光点云的森林资源调查监测系统，其特征在于，所述数据建库与更新模块执行基于所述林木数据采集模块采集和计算得到的数据建立和更新林地信息数据库时，具体用于：获取林地信息数据库的数据库标准规范文件；基于所述数据库标准规范文件建立林地外业采集数据与数据库标准之间的映射关系；基于所述林地外业采集数据与数据库标准之间的映射关系将所述林木数据采集模块采集的数据进行数据转换成得到林业规范数据；
基于GIS技术将所述林业规范数据导入到空间数据库形成林地信息数据库；基于所述林木数据采集模块采集和计算得到的数据对所述林地信息数据库进行增量更新和全量更新。5.根据权利要求1所述的基于激光点云的森林资源调查监测系统，其特征在于，所述查询统计模块执行对采集、更新的林地信息数据进行查询统计时具体用于：基于ETL技术和GIS技术对所述林地信息数据库存储的数据进行多维度的自定义统计分析。6.一种基于激光点云的森林资源调查监测方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：明泓，丁洪富，刘松，幸瑞燊，贾丽娟，张莉，严为孝，李俏琴，贾雷，李燕，李祥琴，
申请(专利权)人：重庆市勘察规划设计有限公司，
类型：发明
国别省市：