检索结果-内蒙古大学图书馆

北京林业大学学报 2025年第4期47卷 61-73页

作者：胡蕾刘茜紫耿燕余世有姜俊陈玲北京林业大学国家林业和草原局森林经营工程技术研究中心北京100083 北京林业大学森林资源和环境管理国家林业和草原局重点实验室北京100083

【目的】探讨手持激光雷达在冠层空间互补性研究中的适用性,分析冠层空间互补性的影响因素及其对单木生长量的影响,为优化侧柏纯林的林分结构并提高生产力提供参考。【方法】基于地面实测数据验证手持激光雷达点云数据的精度,评估其在... 详细信息

【目的】探讨手持激光雷达在冠层空间互补性研究中的适用性,分析冠层空间互补性的影响因素及其对单木生长量的影响,为优化侧柏纯林的林分结构并提高生产力提供参考。【方法】基于地面实测数据验证手持激光雷达点云数据的精度,评估其在冠层空间互补性研究中的可行性;以邻域树木性状变异、邻体密度、土壤因子和地形因子为解释变量,运用线性相关分析和全子集回归模型探讨解释变量与冠层空间互补性之间的相关关系;采用结构方程模型解析冠层空间互补性在解释变量影响目标树生长量过程中的中介作用。【结果】(1)手持激光雷达提取的胸径、树高和冠幅与野外实测值呈显著正相关(P<0.001),表明其参数精度适用于冠层空间互补性研究。(2)树冠形状变异(P<0.001)、树冠大小变异(P<0.01)和树木高度变异(P<0.001)对冠层空间互补性具有显著的促进作用;株数密度(P<0.001)同样也具有显著正效应;坡向(P<0.05)与坡度(P<0.05)能显著影响冠层空间互补性;土壤全磷(P<0.05)、全钾(P<0.01)、有效磷(P<0.05)、有效钾(P<0.05)含量和土壤容重(P<0.05)均显著负向影响冠层空间互补性。全子集模型结果表明,邻域树木性状变异和土壤因子为冠层空间互补性变异的主要驱动因素,解释量分别占总解释量的40.75%和31.64%。(3)冠层空间互补性显著促进目标树胸径生长(P<0.01)。结构方程模型结果表明,邻域树木性状变异、邻体密度、土壤和地形因子均可通过冠层空间互补性间接影响目标树生长。【结论】冠层空间互补性在人工侧柏纯林中普遍存在,并受到生物和非生物因子的共同影响,这些因子通过冠层空间互补性间接促进了树木的生长。基于本研究结果,建议在种植侧柏时,应优先选择阴坡且土壤养分丰富的区域;对于已建成的人工侧柏纯林,可通过定期修剪侧柏、增加树木间垂直方向差异的方式促进胸径的生长。

关键词：冠层空间互补性胸径生长量手持激光雷达纯林侧柏

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基于广义可加模型的广东省森林土壤有机质影响因子

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生态学杂志 2022年第11期41卷 2278-2288页

作者：刘晓彤黄金金张逸如李海奎中国林业科学研究院资源信息研究所国家林业和草原局森林经营与生长模拟重点实验室北京100091

摸清森林土壤有机质的影响因子,可以为森林经营和森林质量提升提供依据。本研究基于1182个样地,采用克里金插值法分析了广东省森林土壤有机质的空间分布。以地理、地形、林分、气候、土壤物理和森林经营因子共52项因子为解释变量,以森... 详细信息

摸清森林土壤有机质的影响因子,可以为森林经营和森林质量提升提供依据。本研究基于1182个样地,采用克里金插值法分析了广东省森林土壤有机质的空间分布。以地理、地形、林分、气候、土壤物理和森林经营因子共52项因子为解释变量,以森林土壤有机质为响应变量,利用广义可加模型(generalized additive model,GAM)拟合,筛选出对土壤有机质影响显著的单因子。在此基础上,将影响显著的定性因子和定量因子分别交互,提取对于土壤有机质具有显著影响的交互项。结果表明:(1)森林土壤有机质的空间分布表现出明显的异质性,西北部高,中部偏西较高,南部沿海地区低。(2)采用GAM可以较好地拟合响应变量与解释变量的非线性关系。对森林土壤有机质具有极显著影响的因子包括坡度级、优势树种、土壤含水量、非毛管蓄水量和非毛管孔隙度;具有显著影响的因子包括经度、坡向、海拔、物种数量、腐殖质层厚、等温条件、年最低气温和土壤厚度。单因素GAM的修正确定系数为0.502,方差解释率为59.7%。优势树种、坡向和坡度级定性因子与经度、腐殖质层厚、等温条件、年最低气温、土壤含水量、非毛管蓄水量、非毛管孔隙度和土壤厚度定量因子的交互项对森林土壤有机质具有显著影响。交互GAM修正确定系数为0.515,方差解释率为59.8%。广东省森林土壤有机质受到地理、地形、林分、气候和土壤物理因子的共同作用,其中地形因子和土壤物理因子影响较大。研究结果能够为广东省森林质量提升和森林合理经营提供依据。

关键词：广义可加模型土壤有机质定性因子定量因子交互作用

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基于光竞争截止系数的崇礼冬奥核心区华北落叶松人工林目标树抚育间伐模拟

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林业科学 2023年第2期59卷 30-39页

作者：张晓红周超凡张状冯林艳符利勇张会儒中国林业科学研究院资源信息研究所北京100091 国家林业和草原局森林经营与生长模拟实验室北京100091 中国林业科学研究院华北林业实验中心北京102300

【目的】以崇礼冬奥核心区华北落叶松人工近熟林为研究对象,探讨目标树抚育间伐采伐木选择方法及其对林分空间结构的影响,为更加合理开展森林经营活动、促进人工林质量提升提供科学依据。【方法】设置并调查6块面积0.09 hm^(2)(30 m... 详细信息

【目的】以崇礼冬奥核心区华北落叶松人工近熟林为研究对象,探讨目标树抚育间伐采伐木选择方法及其对林分空间结构的影响,为更加合理开展森林经营活动、促进人工林质量提升提供科学依据。【方法】设置并调查6块面积0.09 hm^(2)(30 m×30 m)标准地,按125株·hm^(-2)目标树密度,采用定性与定量指标相结合的方法标记目标树。基于树冠重叠和树冠光竞争高度构建采伐木选择指标,设置不同光竞争截止系数(c)模拟选择采伐木,分析采伐强度变化,运用角尺度、混交度、密集度、交角竞争指数、林层指数和综合空间结构指数分析不同c值下目标树和林分空间结构指标的变化。【结果】c取值在0~1之间时,株数采伐强度和断面积采伐强度在10%~35%范围内变化,且呈随c值增大而降低的相同变化趋势。经模拟采伐后目标树空间结构得到优化,改善幅度随采伐强度增大而增大。综合空间结构指数在c值0.6时达到最大提升幅度45.50%,角尺度和密集度在c值0.7时变化幅度最大,分别为17.93%和46.83%,其他空间结构参数在c值0.6时达到最大变化幅度。抚育间伐可同时优化林分空间结构,对林分树种隔离程度、林木透光条件和竞争水平均具有不同程度改善。【结论】基于树冠重叠和树冠光竞争高度的采伐木选择方法,可通过调整光竞争截止系数控制采伐强度。树冠光竞争截止系数可作为目标树经营采伐木选择的约束条件,但具体抚育对象和抚育方式须结合林分特征和作业要求而定。

关键词：目标树经营采伐木光竞争截止系数冬奥核心区空间结构抚育

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基于机载激光雷达的崇礼冬奥核心区林分地上生物量反演

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林业科学 2022年第10期58卷 35-46页

作者：陈星京冯林艳张宇超刘清旺杨朝晖符利勇白晋华山西农业大学林学院晋中030801 中国林业科学研究院资源信息研究所北京100091 国家林业和草原局森林经营与生长模拟重点实验室北京100091 国家林业和草原局林草调查规划院北京100714 国家林业和草原局林业遥感与信息技术重点实验室北京100091

【目的】基于机载激光雷达数据建立结构稳定的林分地上生物量预测模型,考虑最小二乘、混合效应和贝叶斯等参数估计方法对最优生物量预测模型选择进行探讨,为生物量建模方法研究、生物量估测提供科学依据,为冬奥核心区实现“双碳”目标... 详细信息

【目的】基于机载激光雷达数据建立结构稳定的林分地上生物量预测模型,考虑最小二乘、混合效应和贝叶斯等参数估计方法对最优生物量预测模型选择进行探讨,为生物量建模方法研究、生物量估测提供科学依据,为冬奥核心区实现“双碳”目标和生物量模型计算提供技术支撑。【方法】基于崇礼冬奥核心区2种森林类型(华北落叶松和白桦)62块实测样地及对应的激光雷达数据,通过变量筛选分别建立最小二乘、混合效应和贝叶斯生物量模型,应用确定系数(R^(2))、均方根误差(RMSE)、残差、总体相对误差(TRE)评价模型,采用留一交叉法验证模型精度。【结果】筛选出相关性较高的激光雷达变量共20个,最终进入模型的自变量3个。拟合效果最好的是Logistic混合效应模型(RMSE=22.99 t·hm^(-2),R^(2)=0.768,TRE=6.08%),分树种建立模型后华北落叶松模型拟合效果提升(RMSE=22.92 t·hm^(-2),R^(2)=0.795,TRE=7.45%),白桦模型预测精度提高(RMSE=23.34 t·hm^(-2),R^(2)=0.440,TRE=4.35%)。利用训练好的模型预测崇礼冬奥核心区生物量并制图。【结论】基于机载激光雷达和地面实测数据估测林分地上生物量,非线性模型优于线性模型;以龄组为随机效应的非线性混合效应模型预测精度最高;贝叶斯估计受先验条件影响较大,本研究样本量偏少,贝叶斯估计具有进一步探讨的价值。

关键词：机载激光雷达林分地上生物量混合效应模型贝叶斯模型

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蒙古栎次生林林下红松幼树开敞度优化方法

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林业科学 2024年

作者：刘迪周超凡雷相东刘宪钊张会儒何潇中国林业科学研究院华北林业实验中心中国林业科学研究院资源信息研究所林木资源高效生产全国重点实验室国家林业和草原局森林经营与生长模拟重点实验室

【目的】通过模拟采伐蒙古栎次生林冠层林木，有针对性地改善林下红松幼树光照条件，促进红松幼树生长发育，为加快次生林向顶级群落恢复提供科学依据。【方法】以蒙古栎次生林1 hm2大样地为研究对象，通过距离控制和长势优劣从核心区... 详细信息

【目的】通过模拟采伐蒙古栎次生林冠层林木，有针对性地改善林下红松幼树光照条件，促进红松幼树生长发育，为加快次生林向顶级群落恢复提供科学依据。【方法】以蒙古栎次生林1 hm2大样地为研究对象，通过距离控制和长势优劣从核心区筛选出满足条件的目标红松幼树。采用不同阈值(KT=1、1.5、2)的个体开敞度优化方案调控林下目标红松幼树的开敞度，开敞度优化方案通过开敞度两水平（包括林木水平和林分水平，林木水平指保证每一株目标红松幼树的开敞度均达到阈值，林分水平指调控某一株目标红松幼树的同时兼顾林分中其他目标红松幼树）迭代优化方法实现。比较不同开敞度阈值下模拟采伐前后林分非空间结构（林分总径级数、总物种数和郁闭度）和空间结构（角尺度、大小比数和混交度）的变化，以及不同处理间红松幼树开敞度和开敞度变化率的差异。【结果】通过距离控制和长势优劣共筛选出145株目标红松幼树，幼树胸径介于1.1～4.9 cm之间、树高介于1.5～4.7 m之间、冠幅半径介于0.6～1.7 m之间。KT为1、1.5和2时，目标红松幼树分别经3、6和8轮，采伐14、130和262株冠层林木后达到开敞度条件。模拟优化采伐后，红松幼树开敞度得到整体改善：KT为1时，开敞度平均比对照增加5.7%，但无显著差异；KT为1.5时，开敞度平均比对照增加44.7%，差异显著；KT为2时，开敞度平均比对照增加107.7%，差异显著。模拟采伐前后，林分总径级数和总物种数不变，空间结构指标均无显著变化。3种开敞度阈值(KT=1、1.5、2)下，采伐的蓄积强度分别为1.5%、15.6%和37.2%。与未采伐林分（CK）的郁闭度（0.646）相比，3种开敞度阈值(KT=1、1.5、2)下的郁闭度分别降低0.5%、13.3%和33.1%。【结论】红松幼树开敞度两水平迭代优化方法在改善林下红松幼树光照条件的同时可保持大部分林分结构稳定，开敞度阈值1.5优于1或2。本研究提出的优化方法可获得不同开敞度阈值下采伐总轮数、每轮采伐木数量、每株目标红松幼树开敞度调控路线以及采伐木分布情况，对于补植后红松幼树的开敞度调控以及次生林的管理实践具有较大指导价值。

关键词：冠层优化开敞度调控蒙古栎次生林红松幼树

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基于GF-2影像的崇礼冬奥核心区土地覆盖和树种分类

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林业科学 2022年第10期58卷 10-23页

作者：冯林艳谭炳香刘清旺周超凡于航张会儒符利勇中国林业科学研究院资源信息研究所北京100091 国家林业和草原局森林经营与生长模拟重点实验室北京100091 国家林业和草原局林业遥感与信息技术重点实验室北京100091 中国林业科学研究院华北林业实验中心北京102300

【目的】比较国产高分二号(GF-2)卫星影像不同方法组合下的崇礼冬奥核心区土地覆盖分类和优势树种识别效果,分析处理单元、空间分辨率、特征集、分类算法对总体精度和树种分类精度的影响,为崇礼区土地覆盖和树种分类相关研究提供经验参... 详细信息

【目的】比较国产高分二号(GF-2)卫星影像不同方法组合下的崇礼冬奥核心区土地覆盖分类和优势树种识别效果,分析处理单元、空间分辨率、特征集、分类算法对总体精度和树种分类精度的影响,为崇礼区土地覆盖和树种分类相关研究提供经验参考,促进国产高分系列数据的行业应用。【方法】以崇礼冬奥核心区为研究对象,以GF-2影像为数据源,分别从不同处理单元(像元、对象)、不同空间分辨率(1和4 m)、不同特征集(光谱特征、纹理特征、形状特征)、不同分类算法4个维度对比分析50种不同方法组合下的土地覆盖分类效果,同时识别白桦和华北落叶松2个优势树种。基于无人机航拍影像和二类小班数据获取训练和验证样本,采用总体精度和Kappa系数评价不同方法下的整体分类效果,由制图精度和用户精度计算的调和平均值(F1)评价优势树种分类精度。【结果】1)像元水平4 m分辨率光谱特征集的MLC法土地覆盖分类精度最高,总体精度为79.65%,Kappa系数为0.722;华北落叶松林最高F1为0.79,对应分类方法组合为对象水平1 m分辨率光谱+纹理+形状特征集的Bayes法;白桦林最高F1为0.77,对应分类方法组合为对象水平1 m分辨率光谱+纹理特征集的Bayes法;2)不同分类算法的分类精度与空间分辨率、特征集之间没有确定的响应规律,在控制其他条件尽可能相同的情况下,空间分辨率提高、特征增加不一定会提升分类精度;同一分类算法在不同空间分辨率或特征集下,对其他某一因素变化的响应方向和程度也不相同;3)土地覆盖分类在像元水平表现更好,华北落叶松林的像元和对象水平方法没有显著差异,白桦林在对象水平表现更好;4) SVM分类算法在不同处理单元、不同空间分辨率、不同特征集下均有稳定的高精度表现,监督统计分类算法MLC和Bayes也有很优异表现。【结论】GF-2数据在崇礼冬奥核心区土地覆盖分类和优势树种识别方面表现较好,分类效果受空间分辨率、处理单元、特征集、分类算法等多因素影响。

关键词：冬奥核心区 GF-2影像土地覆盖树种分类空间分辨率

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广东省针叶树种蓄积量和生物量生长模型研究

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林业科学研究 2022年第3期35卷 93-102页

作者：黄金金刘晓彤张逸如李海奎中国林业科学研究院资源信息研究所北京100091 国家林业和草原局森林经营与生长模拟重点实验室北京100091

[目的]定量化表征森林蓄积量和生物量与年龄的关系,为预测森林蓄积量和生物量提供依据。[方法]基于广东省3个针叶树种5期连清数据,通过保留木林分平均胸径和林龄之间的关系,分别以生长潜力和生长速度分级、是否考虑竞争、分步和联合建模... 详细信息

[目的]定量化表征森林蓄积量和生物量与年龄的关系,为预测森林蓄积量和生物量提供依据。[方法]基于广东省3个针叶树种5期连清数据,通过保留木林分平均胸径和林龄之间的关系,分别以生长潜力和生长速度分级、是否考虑竞争、分步和联合建模共8种组合,构建林分蓄积量和生物量生长模型,并评价模型拟合优度;以独立的4期连清数据为验证样本,评价模型的适用性。[结果](1)不同种模型系确定系数皆在0.980以上,平均预估误差在±1%以内,总体相对误差在±0.5%以内。综合模型拟合和预测效果,以生长速度分级、不考虑竞争的分步模型最优,竞争对模型的适用性影响不大。(2)最优模型蓄积量和生物量的估计误差最大分别为10.36%和10.22%,模型适用性较好,4期估计误差表现为中期高于首末两期。(3)马尾松生长潜力最大,杉木最小,对杉木的估计效果优于马尾松和湿地松。(4)立地质量等级越高,生长量的极值越大,达到最高峰所需年限也更短;同一立地质量下马尾松生长量最大,其次为湿地松,杉木最小。[结论]含参数分级和林分特征的蓄积量和生物量模型,可以反映立地质量对广东省针叶树种蓄积量和生物量预测的影响,为精确估测森林储量提供方法学支持,也为其他地区林分水平生长模型的构建提供借鉴。

关键词：生长模型蓄积量生物量竞争分级广东省

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广东省含参数分级的阔叶林分生物量生长模型

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北京林业大学学报 2022年第5期44卷 19-33页

作者：黄金金刘晓彤张逸如李海奎中国林业科学研究院资源信息研究所北京100091 国家林业和草原局森林经营与生长模拟重点实验室北京100091

【目的】建立区域尺度林分生物量生长模型,为预测未来某一时段广东省天然阔叶林生物量和碳储量提供方法学支持。【方法】基于广东省1997−2017年5期森林清查数据,选择栎类、木荷和其他软阔类等6个阔叶树种为优势树种的203个天然林样地,... 详细信息

【目的】建立区域尺度林分生物量生长模型,为预测未来某一时段广东省天然阔叶林生物量和碳储量提供方法学支持。【方法】基于广东省1997−2017年5期森林清查数据,选择栎类、木荷和其他软阔类等6个阔叶树种为优势树种的203个天然林样地,以参数分级反映立地质量差异,以竞争指数表示密度影响,以分步建模(一元非线性回归法)和联合建模(非线性联立方程组法)区别建模方式,采用理论生长方程构建胸径生长模型估计林龄进而构建多种林分生物量生长模型,以决定系数和平均预估误差等4个指标评价模型拟合优度;对拟合优度较高的模型,以2002−2017年4期连清的183块样地为检验样本,用总相对误差来验证其应用效果。【结果】对比模型拟合效果和区域尺度及样地水平上的估计精度,以探究林分密度、不同参数分级、分级方法和建模方法共4项影响因素对生物量生长模型的效果,结果表明:非线性联立方程组法优于分步建模法;与生长速度有关的参数b分级模型优于与生长潜力有关的参数a分级模型;考虑林木竞争和分级方程中加入竞争指数对优化模型性能影响不大。参数b分级、自变量和分级方程皆不含竞争指数的联合模型(模型10)为最优模型,其生物量生长模型确定系数R^(2)为0.9701;预测4期生物量时,估计效果较好,后期估计误差明显低于前期,如采用模型10预估栎类2002−2017年区域尺度生物量时,4期的估计误差分别为6.22%、15.27%、4.80%、−1.84%。【结论】以Richards理论生长方程为基础构建林分生物量生长模型来估测区域尺度生物量是一种可行的方法,为评估未来某一时段区域尺度森林生态系统的固碳能力提供依据,也为其他区域的林分生物量生长模型研建提供参考。

关键词：阔叶树种林分生物量生长模型参数分级区域尺度竞争指数哑变量

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基于潜在生产力的华北落叶松纯林和白桦山杨混交林立地质量评价

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林业科学 2022年第10期58卷 1-9页

作者：段光爽郑亚丽洪亮宋新宇符利勇中国林业科学研究院资源信息研究所北京100091 国家林业和草原局森林经营与生长模拟重点实验室北京100091 信阳师范学院数学与统计学院信阳464000

【目的】探索基于潜在生产力的华北落叶松纯林和白桦山杨混交林林分立地质量评价,为提高森林经营水平、促进现代林业发展和建设生态文明提供科学依据。【方法】利用崇礼区2019年森林资源一张图小班数据,建立林分平均树高、断面积和蓄积... 详细信息

【目的】探索基于潜在生产力的华北落叶松纯林和白桦山杨混交林林分立地质量评价,为提高森林经营水平、促进现代林业发展和建设生态文明提供科学依据。【方法】利用崇礼区2019年森林资源一张图小班数据,建立林分平均树高、断面积和蓄积生长模型,计算华北落叶松纯林和白桦山杨混交林林分断面积和蓄积潜在生产力,并结合林分现实生产力对潜在生产力的计算方法和实用性进行评价。【结果】华北落叶松纯林和白桦山杨混交林林分平均树高、断面积和蓄积生长模型拟合效果良好,潜在生产力均随立地质量降低而下降,华北落叶松纯林基准年龄时断面积潜在生产力介于2.06~2.11 m^(2)·hm^(-2)a^(-1)之间,蓄积潜在生产力介于6.27~12.11 m^(3)·hm^(-2)a^(-1)之间,白桦山杨混交林基准年龄时断面积和蓄积潜在生产力分别介于1.72~2.28和4.43~8.72 m^(3)·hm^(-2)a^(-1)之间。林分现实生产力低于潜在生产力,且差异随林分年龄增大而减小。对于中幼龄林样地,立地质量高的林分现实生产力较大,与潜在生产力的差异随立地等级上升而下降。【结论】华北落叶松纯林和白桦山杨混交林在中幼龄林阶段表现出比成过熟林阶段更高的潜在生产力,现实生产力与潜在生产力相差较大,差异随立地质量降低而增大,应加强中幼龄林森林抚育,且抚育过程中应重视立地质量中等的森林;基准年龄时林分断面积和蓄积潜在生产力可作为评价立地质量好坏的指标。

关键词：立地质量评价潜在生产力现实生产力华北落叶松纯林白桦山杨混交林

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基于双目视觉系统的幼龄格木生长因子测定

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森林与环境学报 2024年第6期44卷 628-638页

作者：王鹏王雪峰赵溪月中国林业科学研究院资源信息研究所北京100091 国家林业和草原局森林经营与生长模拟重点实验室北京100091 吉林市林业科学研究院吉林吉林132000

为实现幼木参数的无损、高效测定,以3年生幼龄格木(Erythrophleum fordii)为研究对象,对幼木参数的双目测定方法进行研究。先用RealSense D415双目相机获取52株格木的侧面图像对,并采用伽马校正与限制对比度直方图均衡化(CLAHE)算法对... 详细信息

为实现幼木参数的无损、高效测定,以3年生幼龄格木(Erythrophleum fordii)为研究对象,对幼木参数的双目测定方法进行研究。先用RealSense D415双目相机获取52株格木的侧面图像对,并采用伽马校正与限制对比度直方图均衡化(CLAHE)算法对图像进行预处理操作;再通过改进半全局块匹配(SGBM)算法对左右视图进行匹配,根据三角测量原理对像素点进行空间映射,生成三维点云数据;最后,通过提取点云中关键点的坐标信息,实现对格木树高、冠幅与地径的测量。结果表明:预处理后图像对比度显著增强,不同灰度区域的过渡更加平滑,视差计算更加准确,匹配精准度得到提升。改进的SGBM算法较传统SGBM算法具有更优的匹配效果,获取的视差图更加平滑,视差连续性更强,得到的点云密度更高且噪点较少,对树高、冠幅、地径的测量误差更小,平均相对误差(Emr)分别为1.981%、2.459%、2.942%,平均绝对误差(Ema)分别为1.492 cm、1.567 cm、0.044 cm,均方根误差(Erms)分别为1.843 cm、1.914 cm、0.060 cm。总体而言,基于改进的SGBM算法的双目测定方法显著提升了幼龄格木参数的测定精度。

关键词：格木生长因子双目重建立体匹配三维点云

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