一种高效采集和整理树木资源信息的系统方法与流程

本发明涉及树木资源信息整合，具体为一种高效采集和整理树木资源信息的系统方法。

背景技术：

1、当前，在对树木进行人工测量时，通常会采用传统的测量工具，如卷尺、测高仪、胸径卡尺等。这些工具操作简便，适用于大多数情况下的树木测量工作。进行测量的人员需要具备一定的经验和技能，以便能够正确地使用测量工具，并准确地读取测量结果。专业的林业工作者或树木学家在这方面可能表现得更为熟练。在理想的状况下，人工测量能够提供较为准确的树木尺寸数据。不过，测量结果可能会受到人为因素的影响，比如测量角度、高度以及读数误差等。人工测量适用于一般规模的树木以及简单的测量需求，而对于大型森林或复杂的树木结构而言，可能需要耗费更多的时间和精力。

2、人工测量需要工作人员亲临现场进行操作，他们可能需要攀爬树木或经历较为复杂繁琐的测量过程，这导致劳动强度非常大。在进行攀爬或高空测量时，还存在着一定的安全风险，极有可能对测量人员造成伤害。对于大规模的树木测量任务而言，人工测量的效率较为低下，需要耗费大量的时间和人力资源。人工测量可能无法全面、完整地捕捉到树木的所有特征，比如树冠的形状大小、树木的高度等，从而可能导致信息不完整。此外，人工测量的数据记录和管理可能相对较为繁琐，容易出现数据丢失、记录错误或者数据不一致等情况。

3、基于上述，现有技术存在如下技术问题：

4、1.现有技术存在一定的局限性，无法充分满足相关方面的需求。

5、2.采用先进的技术需要投入较高的成本，包括设备的购置、维护和人员培训等诸多方面。

6、3.树木所处的生长环境各不相同，某些地方可能难以抵达或操作起来极为困难，致使人工测量的难度进一步加大。

7、4.测量人员的专业技能与经验或许有所欠缺，对测量的效率和质量产生影响。

8、5.数据记录和管理流程不够健全和完善。

9、6.长期以来过度依赖传统的人工测量方式，缺乏对新技术与新方法的积极探索以及应用方面的研究。

技术实现思路

1、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高效采集和整理树木资源信息的系统方法，包括以下步骤：

2、步骤1：外业作业：通过现场探勘，明确作业的目标的类型、位置以及数量，制定技术方案，让采集的成果具备适用性和可行性；选择合适的无人机以及激光雷达扫描仪，确定采集的范围和精度；设定好合理的飞行高度和航线，让无人机按照设置好的参数进行飞行，搭载的激光雷达扫描仪也对测区进行同步扫描，从而获取带有物体表面特征、坐标等信息的点云数据，同时搭载的相机同步进行拍照，为后期点云赋色做准备，最终采集的点云精度可达到厘米级。

3、步骤2：内业分析与处理：将通过航飞采集到的点云数据导入点云预处理软件中，对所采集的点云数据进行坐标校准、去噪、赋色等一系列操作，最终生成可用于进一步分析处理的点云数据；随后，将预处理过的点云数据导入lidar360点云处理分析软件；根据点云的质量以及实际需求，将不需要的点云去除，并进行重采样、去噪、地面点分类，进而生成数字表面模型、冠层高度模型，并根据地面点进行归一化处理；接着，使用als种子点编辑功能，将已经测量好的乔木坐标作为种子点导入，然后点击清除树id，再基于这些种子点对单木进行分割；最后，将生成的树高以及冠幅等数据与实测数据对应整合，形成csv后缀的表格；

4、步骤3：生成cad图：将生成的树高、冠幅等数据与实测数据进行对应整合，输出csv表格；随后，将此表格导入乔木数据转换整理软件中，直接生成相应的树木资源信息表和树木分布cad图。

5、优选的，在步骤1中，在无人机航飞的同时，地面测量人员同步开展实地测量作业；以两人为一组：一人使用rtk测量仪贴近测量乔木的坐标位置信息，并且用卷尺测量离地面1.3m处树木主干的胸径大小；另一人则使用拍照设备在合适的位置，通过拍照软件拍摄能够反映树木整体长势的照片，并进行编号，该编号要与对应树木坐标信息以及胸径的编号保持一致。

6、优选的，完成编号后，必须在现场进行核验，核验包括核验乔木编号、名称、数量以及照片清晰度。

7、优选的，核验过程发现不符的，必须现场补测；核验完成发现各项符合核验要求的，通过手簿导出带有乔木编号、名称、坐标、胸径大小等信息的表格文档，同时用拍照设备拍下的照片也一并导出。

8、优选的，在步骤2中，在分割过程中，要选择并设置好离地高度以及最小树高；分割完成后，还需人工仔细检查一遍，查看是否存在因树木过高或过低而导致分割失败的情况，如有必要，再进行手动处理和补测。

9、优选的，在步骤2中，csv后缀的表格的主要内容包括树木的编号、名称、树径、树高、冠幅以及坐标xy。

10、优选的，在步骤3中，输出的csv表格主要内容涵盖了树木的编号、名称、树径、树高、冠幅、坐标xy以及是否为古树名木或古树后续资源等信息。

11、优选的，在步骤3中，cad图生成后，将对应编号的照片插入表格中，确保一一对应后，通过人工抽查的方式，仔细检查每一棵树木的信息是否与照片所呈现的信息相符合，最终形成树木资源信息表。

12、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

13、本发明专利通过无人机搭配激光雷达扫描仪对确定的范围内的乔木进行高空采集数据获得全面的测量信息，通过进行分析处理，得到csv后缀的表格，通过生成输出csv表格，并通过乔木数据转换整理软件将该输出csv表格生成相应的树木资源信息表和树木分布cad图，可快速获取树木资源信息；该方法巧妙地融合了最新的技术及处理方式，成功达成了树木资源调查“一树一档”工作的高效统计。不仅测量方面效率高，速度快，而且对于文档整理方面的效率也得到了极为显著的提升，有效保障了工作效率与质量的提升。

14、本发明解决了现有技术存在的测量精度受限、耗时费力、环境影响、数据准确性、难以全面测量等问题，避免了数据缺陷，使成果更加精准可靠，且该方法还拓展了应用领域，使其能够适用于林业管理以及生态保护等领域的学术研究，为相关重点工作提供了有力支持，采用该方法对树木资源信息进行整理，整体综合成本方面有明显优势，降低了大量的人工劳力，规避了人工采集会产生的安全隐患以及粗重设备的成本，大幅提升了产出比。

技术特征：

1.一种高效采集和整理树木资源信息的系统方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种高效采集和整理树木资源信息的系统方法，其特征在于：在步骤1中，在无人机航飞的同时，地面测量人员同步开展实地测量作业；

3.根据权利要求2所述的一种高效采集和整理树木资源信息的系统方法，其特征在于：完成编号后，必须在现场进行核验，核验包括核验乔木编号、名称、数量以及照片清晰度。

4.根据权利要求3所述的一种高效采集和整理树木资源信息的系统方法，其特征在于：核验过程发现不符的，必须现场补测；核验完成发现各项符合核验要求的，通过手簿导出带有乔木编号、名称、坐标、胸径大小等信息的表格文档，同时用拍照设备拍下的照片也一并导出。

5.根据权利要求1所述的一种高效采集和整理树木资源信息的系统方法，其特征在于：在步骤2中，在分割过程中，要选择并设置好离地高度以及最小树高；分割完成后，还需人工仔细检查一遍，查看是否存在因树木过高或过低而导致分割失败的情况，如有必要，再进行手动处理和补测。

6.根据权利要求1所述的一种高效采集和整理树木资源信息的系统方法，其特征在于：在步骤2中，csv后缀的表格的主要内容包括树木的编号、名称、树径、树高、冠幅以及坐标xy。

7.根据权利要求1所述的一种高效采集和整理树木资源信息的系统方法，其特征在于：在步骤3中，输出的csv表格主要内容涵盖了树木的编号、名称、树径、树高、冠幅、坐标xy以及是否为古树名木或古树后续资源等信息。

8.根据权利要求1所述的一种高效采集和整理树木资源信息的系统方法，其特征在于：在步骤3中，cad图生成后，将对应编号的照片插入表格中，确保一一对应后，通过人工抽查的方式，仔细检查每一棵树木的信息是否与照片所呈现的信息相符合，最终形成树木资源信息表。

技术总结本发明公开了一种高效采集和整理树木资源信息的系统方法，本发明专利通过无人机搭配激光雷达扫描仪对确定的范围内的乔木进行高空采集数据获得全面的测量信息，通过进行分析处理，得到csv后缀的表格，通过生成输出csv表格，并通过乔木数据转换整理软件将该输出csv表格生成相应的树木资源信息表和树木分布CAD图，可快速获取树木资源信息；解决了现有技术存在的测量精度受限、耗时费力、环境影响、数据准确性、难以全面测量等问题，避免了数据缺陷，使成果更加精准可靠，综上采用该方法对树木资源信息进行整理，整体综合成本方面有明显优势，降低了大量的人工劳力，规避了人工采集会产生的安全隐患以及粗重设备的成本，大幅提升了产出比。技术研发人员：陈建佑,姜增彬,黄天宇,黄爱朋,徐惠赞,黄业勇,贺坤,吴建华,郭太军,黄枭,郑子钊,刘小兰,刘远鸟,蔡汝达,郑杰,魏浩洋,张宏扬,方帅,何泰威受保护的技术使用者：中恩工程技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/10