三维激光林业课件.pptx

1、三维扫描系统林业方向应用第1页，共26页。Focus3D 介绍介绍 理解FARO Focus3D是一种精密的测量设备，可产生照片般逼真的三维图像。工作原理Focus3D的工作原理是将红外线激光束射到旋转光学镜的中心。该光学镜将使激光在围绕扫描环境垂直旋转的方向上产生偏差；之后，将周围对象的散射光反射回扫描仪。第2页，共26页。三维扫描林业应用杂志三维扫描林业应用杂志林业生态与管理林业生态与管理杂志杂志第3页，共26页。n直接测量因子n胸径、树高、冠幅、冠长、枝条接入点与末端点直线长度、分支角，方位角（传统的测树方法多是用围尺测量胸径,用测高器测量高度,用皮尺测量冠幅）n间接测量因子n材积（主干

2、+枝干）n生长量（伐倒树木进行测量）背景分析背景分析树木测量要素树木测量要素第4页，共26页。n目前林业测量存在问题：n作业周期长n工作效率低n劳动强度大n数据单一n费用大n砍伐树木，破坏环境，破坏林分结构背景分析背景分析第5页，共26页。优势：优势：n高速、高效、精确n信息丰富n无需可见光源n点云可以直接测量n 非接触测量，对树木的无损伤，所以可以对同一株树木进行连年观测,得出树木生长量及林分生长量,从而建立更精准的林木生长模型.n数字产品,便于保存和处理,将其编制的材积表存入数据库可进一步建成材积库.实现全面数字化。需要时只需输入相应地域、胸径、树高等相关因子即可获取某树种的材积,改变繁琐

3、的传统查表方式,可极大地方便林业部门的管理和应用。三维激光扫描在林业应用三维激光扫描在林业应用第6页，共26页。案例分析案例分析外业扫描彩色点云数据树木测量树木测量第7页，共26页。案例分析案例分析点云数据第8页，共26页。n测量示例案例分析案例分析第9页，共26页。材积量测量材积量测量在Geomagic软件中，将点云封装为模型后，通过“分析”菜单中的“计算体积”，得到立木体积数据。案例分析案例分析第10页，共26页。树冠测量树冠测量案例分析案例分析量取东西冠幅长度量取南北冠幅长度第11页，共26页。确定胸径确定胸径案例分析案例分析第12页，共26页。技术持技术持方案共享方案共享售后服务售后服

4、务技术支持技术支持售后服务售后服务方案共享方案共享胸径测量胸径测量在Geomagic软件中，通过选取两端点云的坐标，来计算树干胸径案例分析案例分析第13页，共26页。测量胸径测量胸径案例分析案例分析第14页，共26页。树高测量树高测量案例分析案例分析第15页，共26页。案例分析案例分析外业扫描外业扫描彩色点云黑白点云第16页，共26页。 2004年7月至8月，北京林业大学在甘肃省小陇山林业局党川林场组织实验,首次将三维激光扫描系统引入森林资源调查，共调查了38个样地，对以锐齿栎为主要树种的102株立木进行了精准监测，通过数据处理分析已取得初步研究成果。案例分析案例分析第17页，共26页。n精度

5、保证：精度保证：直接测量因子直接测量因子：经对不同径阶15株锐齿栎扫描数据和伐倒木实测数据进行比较，胸径相对误差最大为2.2318%，平均相对误差为 0.156%；树高相对误差最大为2.23189%，平均相对误差为2.20197%。可见采用三维激光扫描系统所获取的立木直接测量因子具有很高的精度，足以满足森林资源调查的精度要求。案例分析案例分析第18页，共26页。n精度保证：精度保证：间接测量因子间接测量因子：对15株锐齿栎扫描后伐倒，采用中央断面区分求积法实测材积。对比结果，相对误差最大的为2.29138%，共有3株相对误差超过5%，其余材积相对误差均小于5%，总体平均相对误差为2.21119

6、%。因而由三维激光扫描系统生成的模型算得的材积精度比较高，可以代替伐倒木获取的材积编制立木材积表。案例分析案例分析第19页，共26页。河北省林业调查规划设计院主要负责全省的森林资源动态监测、林业项目前期的可研的编写以及后期验收等工作。由自己开发了专用的分析软件，成功地解决了立木求积的科学难题。案例分析案例分析第20页，共26页。n茎干重建和数据标准化案例分析案例分析Detected circles with outliersIndustry-Standard File Format行业标准文件格式第21页，共26页。n切割优化案例分析案例分析第22页，共26页。n例子例子n锯成木材回收=500

7、,000m3n1%的误差=5,000m3n木材价格=￥200/m3n增加收入=￥1,000,000案例分析案例分析第23页，共26页。 2012年3月，北京林业大学在某地林业基地实验，将三维激光扫描技术应用在树木空间角、一二级枝角度测量上。现实验初步取得成效。案例分析案例分析第24页，共26页。客户怎么说客户怎么说n河北省林业调查规划设计院 评价：1.速度快：在不到一个月的时间内：在河北的五市、区采得样本树三千余株，使得到的方程更加具有广谱性、区域代表性。2.精度高：与实际测量得到的数据相差不到二毫米。3.运转稳定：机器经历了河北野外的严冬、春天的风沙，稳定运行近2000次，未出现任何故障。4.减轻了测量工作量：按传统方法一棵树需要四人一天的工作，而现在两个人不到一个月就采得样木三千余株。第25页，共26页。谢谢 谢！谢！北京浩宇天地测绘科技发展有限公司李飞：18611300874第26页，共26页。