本發(fā)明涉及森林撫育領(lǐng)域，特別是涉及一種森林信息探測的方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在森林資源調(diào)查和監(jiān)測方面，傳統(tǒng)的光學(xué)遙感技術(shù)僅能夠提供林木的二維信息，需要借助其他輔助信息才能獲得三維結(jié)構(gòu)信息，直到最近幾年加拿大和歐洲的自然資源科學(xué)家才開始意識到激光雷達在研究生物空間森林結(jié)構(gòu)方面的應(yīng)用價值。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種森林信息探測的方法及系統(tǒng)，能夠探測森林的生長信息。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

一種森林信息探測的方法，包括：

對地面發(fā)射測量激光脈沖；

接收所述激光脈沖遇到障礙物后反射的回波信號；

根據(jù)所述回波信號確定所述障礙物與傳感器水平方向上的垂直距離；

分析所述回波信號中的反射強度和回波數(shù)目；

根據(jù)所述垂直距離、所述反射強度和所述回波數(shù)目確定樹冠模型；

根據(jù)所述樹冠模型估測森林信息。

可選的，所述根據(jù)所述回波信號確定所述障礙物與傳感器水平方向上的垂直距離，具體包括：

獲取所述回波信號的反射時長；

獲取所述激光脈沖的傳播速度；

根據(jù)所述反射時長和所述傳播速度計算障礙物與傳感器水平方向上的垂直距離。

可選的，所述根據(jù)所述樹冠的模型估測森林信息，具體包括：

建立等高線；

計算等高線長度；

設(shè)定閾值并篩選等高線將其轉(zhuǎn)換成多邊形；

將所述多邊形與所述樹冠模型擬合成新的樹冠模型；

計算所述激光脈沖在所述新的樹冠模型內(nèi)所有反射的回波信號的垂直距離與飛機距離地面垂直距離的距離差；

將所述距離差最短的反射點作為樹高。

可選的，所述根據(jù)所述樹冠模型估測森林信息，具體包括：

確定采樣范圍；

根據(jù)所述樹冠模型對所述采樣范圍進行搜索，得出采樣范圍內(nèi)的林木株數(shù)；

根據(jù)所述采樣范圍內(nèi)的林木株數(shù)確定所述森林的林木株數(shù)。

可選的，所述根據(jù)所述樹冠的模型估測森林信息，具體包括：

利用地理數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)建立非地面點的柵格圖像，所述非地面點為接收到所述激光脈沖的所述回波信號的點；

利用所述柵格圖像確定所述非地面點和樹冠郁閉度之間的關(guān)系；

根據(jù)所述非地面點和郁閉度之間的關(guān)系確定樹冠郁閉度信息。

一種森林信息探測的系統(tǒng)，包括：

激光脈沖發(fā)射模塊，用于對地面發(fā)射測量激光脈沖；

回波信號接收模塊，用于接收所述激光脈沖遇到障礙物后反射的回波信號；

垂直距離確定模塊，用于根據(jù)所述回波信號確定所述障礙物與傳感器水平方向上的垂直距離；

回波信號分析模塊，用于分析所述回波信號中的反射強度和回波數(shù)目；

樹冠模型確定模塊，用于根據(jù)所述垂直距離、所述反射強度和所述回波數(shù)目確定樹冠模型；

森林信息估測模塊，用于根據(jù)所述樹冠的模型估測森林信息。

可選的，所述垂直距離確定模塊，具體包括：

反射時長獲取單元，用于獲取回波信號的反射時長；

傳播速度獲取單元，用于獲取激光脈沖的傳播速度；

垂直距離計算單元，用于根據(jù)所述反射時長和所述傳播速度計算障礙物與傳感器水平方向上的垂直距離。

可選的，所述森林信息估測模塊，具體包括：

等高線建立單元，用于建立等高線；

等高線長度計算單元，用于計算等高線長度；

轉(zhuǎn)換單元，用于設(shè)定閾值并篩選等高線將其轉(zhuǎn)換成多邊形；

擬合單元，用于將所述多邊形與所述樹冠模型擬合成新的樹冠模型；

距離差計算單元，用于計算所述激光脈沖在所述新的樹冠模型內(nèi)所有反射的回波信號的垂直距離與飛機距離地面垂直距離的距離差；

樹高確定單元，用于將所述距離差最短的反射點作為樹高。

可選的，所述森林信息估測模塊，具體包括：

采樣范圍確定單元，用于確定采樣范圍；

搜索單元，用于根據(jù)所述采樣范圍對樹冠模型進行搜索，得出采樣范圍內(nèi)的林木株數(shù)；

林木株數(shù)計算單元，用于根據(jù)所述采樣范圍內(nèi)的林木株數(shù)確定所述森林的林木株數(shù)。

可選的，所述森林信息估測模塊，具體包括：

柵格圖像建立單元，用于利用地理數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)建立非地面點的柵格圖像，所述非地面點為接收到所述激光脈沖的所述回波信號的點；

關(guān)系確定單元，用于利用所述柵格圖像確定所述非地面點和樹冠郁閉度之間的關(guān)系；

郁閉度信息確定單元，用于根據(jù)所述非地面點和郁閉度之間的關(guān)系確定樹冠郁閉度信息。

根據(jù)本發(fā)明提供的具體實施例，本發(fā)明公開了以下技術(shù)效果：本發(fā)明通過對地面發(fā)射測量激光脈沖會反射回波信號，通過對反射的回波信號進行分析從而確定樹冠模型，根據(jù)樹冠模型能夠估測出森林信息。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例一的森林信息探測的方法的流程圖；

圖2為本發(fā)明實施例二的森林信息探測的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；

圖3為本發(fā)明實施例三的估測樹高的方法的流程圖；

圖4為本發(fā)明實施例四的估測森林林木株數(shù)的方法的流程圖；

圖5為本發(fā)明實施例五的估測森林樹冠郁閉度的方法的流程圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

本發(fā)明的目的是提供一種森林信息探測的方法及系統(tǒng)，能夠探測森林的生長信息。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細(xì)的說明。

實施例一

圖1為本發(fā)明實施例一的森林信息探測的方法的流程圖，如圖1所示，一種森林信息探測的方法，包括：

步驟101：對地面發(fā)射測量激光脈沖；

步驟102：接收所述激光脈沖遇到障礙物后反射的回波信號；

步驟103：根據(jù)所述回波信號確定所述障礙物與傳感器水平方向上的垂直距離；

步驟104：分析所述回波信號中的反射強度和回波數(shù)目；

步驟105：根據(jù)所述垂直距離、所述反射強度和所述回波數(shù)目確定樹冠模型；

步驟106：根據(jù)所述樹冠模型估測森林信息。

本發(fā)明采用該方法能夠建立樹冠模型并估測出森林的生長信息，無需人工去勘測森林的生長情況，大大節(jié)省了人力、物力和財力。

實施例二

圖2為本發(fā)明實施例二的森林信息探測的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖，如圖2所示，一種森林信息探測的系統(tǒng)，包括：

激光脈沖發(fā)射模塊201，用于對地面發(fā)射測量激光脈沖；

回波信號接收模塊202，用于接收所述激光脈沖遇到障礙物后反射的回波信號；

垂直距離確定模塊203，用于根據(jù)所述回波信號確定所述障礙物與傳感器水平方向上的垂直距離；

回波信號分析模塊204，用于分析所述回波信號中的反射強度和回波數(shù)目；

樹冠模型確定模塊205，用于根據(jù)所述垂直距離、所述反射強度和所述回波數(shù)目確定樹冠模型；

森林信息估測模塊206，用于根據(jù)所述樹冠的模型估測森林信息。

本發(fā)明采用該系統(tǒng)模塊能夠快速建立樹冠模型并估測出森林的生長信息。

實施例三

圖3為本發(fā)明實施例三的估測樹高的方法的流程圖，如圖3所示，根據(jù)實施例一中的樹冠模型進行估測樹高：

步驟301：對森林建立等高線；

步驟302：計算等高線長度；

步驟303：設(shè)定閾值并篩選等高線將其轉(zhuǎn)換成多邊形；

步驟304：將所述多邊形與所述樹冠模型擬合成新的樹冠模型；

步驟305：計算所述激光脈沖在所述新的樹冠模型內(nèi)所有反射的回波信號的垂直距離與飛機距離地面垂直距離的距離差；

步驟306：將所述距離差最短的反射點作為樹高。

采用該方法能夠準(zhǔn)確估測出樹木的高度。

實施例四

圖4為本發(fā)明實施例四的估測森林林木株數(shù)的方法的流程圖，如圖4所示，根據(jù)實施例一中的樹冠模型進行估測森林林木株數(shù)。

步驟401：確定采樣范圍；

步驟402：根據(jù)所述樹冠模型對所述采樣范圍進行搜索，得出采樣范圍內(nèi)的林木株數(shù)；

設(shè)置一個相似度閾值，搜索出和所述樹冠模型具有一定相似度的林木，所有相似的樹冠個數(shù)的總和即為林木株數(shù)。

步驟403：根據(jù)所述采樣范圍內(nèi)的林木株數(shù)確定所述森林的林木株數(shù)。

采用該方法能夠準(zhǔn)確估測出樹木的林木株數(shù)。

實施例五

圖5為本發(fā)明實施例五的估測森林樹冠郁閉度的方法的流程圖，如圖5所示，根據(jù)實施例一中的樹冠模型進行估測樹冠的郁閉度信息：

所述郁閉度為樹冠遮蔽地面的程度，它是反映林分密度的指標(biāo)。

步驟501：利用地理數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)建立非地面點的柵格圖像，所述非地面點為激光脈沖發(fā)射不到地面的點；

步驟502：利用所述柵格圖像確定所述非地面點和樹冠郁閉度之間的關(guān)系；

步驟503：根據(jù)所述非地面點和郁閉度之間的關(guān)系確定樹冠郁閉度信息。

采用該方法能夠準(zhǔn)確估測出樹冠的郁閉度信息。

本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。對于實施例公開的系統(tǒng)而言，由于其與實施例公開的方法相對應(yīng)，所以描述的比較簡單，相關(guān)之處參見方法部分說明即可。

本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實施方式及應(yīng)用范圍上均會有改變之處。綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。