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植物所科研人员在复杂森林环境中多源激光雷达数据的高精度自动配准方面取得进展

2020-06-22

  经过森林资源查询拟定和调整林业方针,是确保森林资源可持续发展的条件。激光雷达能够穿透森林冠层,在获取森林三维结构信息上具有得天独厚的优势,现在已被广泛应用于森林资源查询中。但是,受激光扫描视点的约束和森林树木遮挡的影响,常见的单一激光雷达设备难以一次性获取完好的森林结构观测。多源/多渠道激光雷达数据间的交融是处理上述瓶颈的有用手法,但由于森林环境的杂乱性和不规则性,仍缺少稳健的几许特征用于多源激光雷达数据间的主动高精度配准,这也是该范畴的难点问题之一。 

  中科院植物所郭庆华研讨组利用在单站地基激光雷达数据中树干遮挡会构成暗影区域的特性,直接从原始地基点云中提取视觉遮挡点作为要害特征,选用枚举的办法康复了多站地基激光雷达扫描时的彼此空间方位联系,然后完成了数据间的主动高精度配准。该办法在针叶林、针阔混交林和热带雨林中均得到了有用验证,将森林环境中高精度地基三维激光雷达数据获取功率提高了数十倍。此外,研讨团队还以单木参数为桥梁,依据每个天然林本分树木方位的空间散布具有独特性的假定,成功完成了渠道激光雷达数据之间的交融,有用克服了单一激光雷达渠道在森林资源查询中难以扫描完好森林冠层的局限性,为动态、高效、精准的森林资源查询奠定了根底。 

  上述研讨成果于近来别离在线发表于世界学术期刊ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote SensingIEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing。郭庆华研讨组博士研讨生关宏灿为榜首作者,苏艳军副研讨员为通讯作者。该研讨得到了中国科学院前沿科学要点研讨项目、国家天然科学基金委面上项目等项目的赞助。 

  文章链接: 

  https://doi.org/10.1016/j.isprsjprs.2020.06.002;  

  https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/8930045/ 

  (植被生态实验室供稿) 

   

  多站地基激光雷达数据主动配准原理示意图。(a)单站地基激光雷达数据中树木的遮挡现象;(b)相邻两站地基激光雷达数据中视觉遮挡点之间的联系。 

   

  渠道激光雷达数据之间的交融原理示意图。图中赤色代表地上激光雷达渠道获取的数据,绿色代表无人机渠道获取的数据。 

    

 



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