一种基于三维激光点云数据的单木树冠投影面积和树冠体积自动提取算法

树冠投影面积和树冠体积是研究单木生物量估测、三维绿量测算等的重要测量因子。针对树冠结构复杂、形态各异，树冠因子难以精确测量等问题，为实现单木树冠投影面积和树冠体积的自动提取和精准测量，以三维激光扫描获取的树木点云数据为数据源，运用平面散乱点集凸包算法---G raham扫描算法和不规则体切片分割累加算法，以VC＋＋6.0和M atlab 7.0混合编程，实现树冠投影面积和树冠体积的自动提取。以实验区选取具有代表性的22株不同树种的样木为研究对象，并与传统人工测量方法进行了对比分析。试验结果表明，树冠投影面积人工测量（A4）结果与点云数据的自动计算（AV ）结果相关性较好， r＝0.964（p＜0.01），A4高于 AV 的平均值为25.5％。近似规则几何体方法树冠体积测量（VC ）结果与基于点云数据的自动计算（VVC ）结果之间呈现较强的相关性，r＝0.960（p＜0.001），VC 低于VVC的平均值为8.03％。该方法基于高精度单木点云数据，实现了树冠结构的高精度快速重构、单木树冠投影面积和树冠体积的无损自动提取，可以为单木树冠结构的研究提供参考，在精准林业领域具有推广应用价值。