一种果树冠层光效评价方法及应用技术

本发明专利技术涉及一种果树冠层光效评价方法。本发明专利技术构建了树冠层光照分布预测模型，其步骤包括：S1、获取树冠冠层点云数据以及各层叶密度数据；S2、获取所述果树冠层的每个网格的相对光照强度数据；S3、计算冠层层有效叶面积；S4、根据所述果树冠层的层相对光照强度和有效叶面积建立所述果树冠层的光照分布预测模型。利用上述预测模型，可以快速、准确计算果树冠层光照分布，帮助提升果树产量。帮助提升果树产量。帮助提升果树产量。

【技术实现步骤摘要】
一种果树冠层光效评价方法及应用


[0001]本专利技术涉及激光雷达点云技术的果树冠层光照分布领域，具体说是一种果树冠层光效评价方法及应用。尤指一种基于点云与果树冠层各层有效叶面积的果树冠层光效评价方法及应用。

技术介绍

[0002]梨树是我国栽培面积和产量最大的果树树种之一，梨树种植也是农业生产的重要组成部分。梨树冠层枝叶茂密，相互交错，所以结构较为复杂。导致冠层的光照分布存在差异性。所以适宜的冠层结构对果树的产量、生长情况以及病虫害防治工作有重要的影响。对于冠层的研究，利用三维点云技术，构建冠层模型，探明冠层点云、生长特征与冠层光照分布的关系，搭建基于果树冠层光照计算的评价系统，实现梨树光效的自动评估，为果树整形以及优质生产、科学管理提供量化依据与技术支持。
[0003]激光雷达是检测果树冠层几何参数的常用设备，应用于数字化果园管理。激光雷达是以非接触式的方式快速获取高密度、高精度的三维点云数据，不会对研究物体产生破坏，而且获得的数据信息丰富，为后续研究工作开展提供更好的数据支撑。在果园环境比较差的情况下目前手持式激光雷达是比较合适使本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种果树冠层光效评价方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，通过激光雷达设备获取果树点云数据；步骤2，通过光照传感器，获取果树冠层多点位光照强度，求得冠层各分层的层相对光照强度；步骤3，将步骤1得到的果树点云数据进行预处理，移除无关点云，得到果树冠层叶片点云数据；步骤4，将经步骤3预处理后的果树冠层叶片点云数据进行横向分层降维，得到冠层各分层的点云数据及相应的各分层降维图像；步骤5，提取步骤4得到的冠层各分层的点云数据降维图像，基于多目标面积优化的Freeman链码的叶面积计算方法，结合传统像素点占比法得到冠层各分层有效叶面积；步骤6，确认步骤5得到的层有效叶面积与实际层叶面积值存在正向线性相关，并根据步骤2得到的冠层各分层的层相对光照强度，构建基于冠层各分层有效叶面积的相对光照度强度估算模型；步骤7，利用步骤6得到的估算模型，根据实际果树冠层各层有效叶面积，预测果树冠层的光照情况。2.如权利要求1所述的一种果树冠层光效评价方法，其特征在于：步骤2中所述的果树冠层多点位光照强度的具体获取方法为：以果树主干为树冠中心，从地面分别向四个方向延伸相同距离l设为固定点位，以地面为基准，在垂直高度上以一定步长h进行空间分层，得到一系列立方格空间；在上述各立方格空间的水平交界处布设n个传感器，每个传感器与主干的水平距离均为l，用以采集不同高度、不同层次及不同遮挡情况区域内的光照强度E
ji
(j＝1，2，3
…
n)，同时测量无遮挡条件下各层绝对光照强度E
Ji
；根据上述一系列光照强度点位求得第i层相对光照强度E
i
，如下式所示：3.如权利要求1所述的一种果树冠层光效评价方法，其特征在于：步骤4中所述果树冠层叶片点云数据横向分层降维方法具体为：步骤4
‑
1，读取果树冠层叶片点云数据，依据光照点位采集方案分层层高数据，设置单层厚度、平面法向量、倾斜角度，分割单棵果树点云得到不同高度处、具备一定厚度的冠层分层点云；步骤4
‑
2，使用R...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑永军，陈蜀豫，汤华壮，徐喆韬，周凌卉，杨圣慧，
申请(专利权)人：北京林业大学，
类型：发明
国别省市：