本發(fā)明涉及全站儀與無人機(jī)影像聯(lián)合的樹高快速提取方法。

背景技術(shù)：

隨著無人機(jī)(unmannedaerialvehicle)技術(shù)的不斷發(fā)展，其在林業(yè)中的應(yīng)用也越來愈廣泛。在森林資源日益減少的今天，對單木和林分實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)無損傷測量顯得尤為重要。以往粗獷的森林資源調(diào)查監(jiān)測中樹高測量是通過目估或者簡單的儀器和方法測量，精度比較差，滿足不了“精準(zhǔn)林業(yè)”和“數(shù)字林業(yè)”的要求。另外，高郁閉度林中的森林結(jié)構(gòu)復(fù)雜，樹冠相互遮擋嚴(yán)重，如何在復(fù)雜的林分環(huán)境中準(zhǔn)確、全方位地獲取樹高燈森林結(jié)構(gòu)參數(shù)也成為當(dāng)前森林信息獲取的主要困難之一。無人機(jī)可以機(jī)動地采集森林信息，耗費(fèi)時間少且自動化程度高，無人機(jī)飛行系統(tǒng)為我們提供了一個可靠的樹高獲取途徑。

無人機(jī)作為小型化的飛行平臺可實(shí)現(xiàn)高分辨率影像的采集，在彌補(bǔ)衛(wèi)星遙感經(jīng)常因云層遮擋獲取不到影像缺點(diǎn)的同時，解決了傳統(tǒng)衛(wèi)星遙感重訪周期過長，應(yīng)急不及時等問題。無人機(jī)航拍影像具有數(shù)字化程度高、分辨率高、多時空尺度等特點(diǎn)，通過對無人機(jī)影像進(jìn)行處理，結(jié)合相關(guān)測繪技術(shù)能得到需要的樹木結(jié)構(gòu)參數(shù)以及森林三維場景構(gòu)建。近幾年，隨著gps技術(shù)、遙感技術(shù)、數(shù)字圖像傳輸技術(shù)以及視頻實(shí)時傳輸?shù)燃夹g(shù)的不斷發(fā)展，無人機(jī)以及無人機(jī)技術(shù)被廣泛運(yùn)用在林業(yè)生產(chǎn)中。無人機(jī)影像在林業(yè)中的廣泛應(yīng)用可緩解森林樹木信息數(shù)據(jù)獲取的困難，并對林業(yè)資源進(jìn)行實(shí)時有效監(jiān)測和管理。無人機(jī)飛行平臺可以搭載量測相機(jī)、高光譜相機(jī)、激光雷達(dá)等多種設(shè)備。本論文數(shù)據(jù)采集主要利用搭載量測相機(jī)的小型無人機(jī)平臺組成，改數(shù)據(jù)采集方式獲得的影像數(shù)據(jù)與其它方式相比有其自身的特點(diǎn)。在影像獲取的過程中，由于受到設(shè)備及環(huán)境的限制，獲得的影像存在誤差且存在于量測相機(jī)的框標(biāo)系統(tǒng)下，完整的無人機(jī)影像需要通過地面控制點(diǎn)進(jìn)行定向歸化到相應(yīng)的坐標(biāo)系統(tǒng)下，因此需要對獲取的原始影像數(shù)據(jù)進(jìn)行內(nèi)定向、相對定向和絕對定向，有效而精確的定向結(jié)果可以為后續(xù)的參數(shù)提取提供良好的數(shù)據(jù)支持。

由于受到測量環(huán)境之間樹冠的相互遮擋，無人機(jī)獲取的影像數(shù)據(jù)往往存在由于樹冠之間的相互遮擋存在測量不到的地方，導(dǎo)致局部區(qū)域信息缺失。樹冠之間的遮擋使我們無法準(zhǔn)確獲得樹底點(diǎn)坐標(biāo)，從而無法獲得樹高數(shù)據(jù)。由于全站儀獲取地形數(shù)據(jù)方便，靈活性高，而且成本較低。因此，工作人員可以通過對獲取的全站儀數(shù)據(jù)進(jìn)行處理獲取相應(yīng)的樹底點(diǎn)坐標(biāo)，從而在有樹冠遮擋的情況下與無人機(jī)影像結(jié)合快速獲取樹高數(shù)據(jù)。

綜上所述，開發(fā)一種克服遮擋效應(yīng)的無人機(jī)影像樹高提取方法顯得尤為重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有單一無人機(jī)獲取的影像數(shù)據(jù)由于樹冠之間的相互遮擋存在測量不到的地方，導(dǎo)致局部區(qū)域信息缺失的缺點(diǎn)，而提出一種全站儀與無人機(jī)影像聯(lián)合的樹高快速提取方法。

一種全站儀與無人機(jī)影像聯(lián)合的樹高快速提取方法包括以下步驟：

步驟一：利用無人機(jī)采集林地的影像，利用全站儀或gps-rtk采集林地的地形數(shù)據(jù)；所述地形數(shù)據(jù)包括控制點(diǎn)坐標(biāo)(地面測量坐標(biāo)系)和碎步點(diǎn)(地面測量坐標(biāo)系)坐標(biāo)；

步驟二：對步驟一中無人機(jī)采集的影像和控制點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行定向拼接后得到林地?cái)?shù)字正射影像(dom)，對林地?cái)?shù)字正射影像數(shù)據(jù)進(jìn)行立體觀測得到樹梢點(diǎn)坐標(biāo)(地面測量坐標(biāo)系)；

步驟三：利用自然生長算法(delaunay)將步驟一采集到的地形數(shù)據(jù)生成不規(guī)則三角網(wǎng)；

步驟四：利用步驟二中得到的樹梢點(diǎn)坐標(biāo)，在步驟三生成的不規(guī)則三角網(wǎng)中進(jìn)行高程內(nèi)插，求取樹梢點(diǎn)正下方的地面坐標(biāo)作為樹根點(diǎn)坐標(biāo)(地面測量坐標(biāo)系)，求取樹梢點(diǎn)坐標(biāo)和樹根點(diǎn)坐標(biāo)的高程差值，該差值作為樹高數(shù)據(jù)。

本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明方法提供了一個簡單快捷的高郁閉度林樹高獲取方式，通過全站儀數(shù)據(jù)補(bǔ)全了由于樹冠之間的相互遮擋而丟失的地面信息。通過全站儀數(shù)據(jù)建立的三角網(wǎng)獲取樹根點(diǎn)坐標(biāo)也簡化了工作流程，避免了對每一棵樹進(jìn)行信息獲取的繁瑣工作，只要通過全站儀獲取的地形數(shù)據(jù)以及無人機(jī)影像得到的樹梢點(diǎn)平面坐標(biāo)便可以預(yù)測樹根點(diǎn)高程從而獲得高郁閉度林分中的單木樹高數(shù)據(jù)。

下表為通過本發(fā)明方法獲取的樹高數(shù)據(jù)，其中樹高數(shù)據(jù)為通過無人機(jī)與全站儀結(jié)合的方式獲取，樹高真實(shí)值為通過全站儀對每一株單木進(jìn)行測量獲取，通過數(shù)據(jù)對比可以發(fā)現(xiàn)，誤差控制在4％-25％之間，平均誤差達(dá)到了10.5％，精度滿足林業(yè)調(diào)查的要求，與通過無人機(jī)影像獲取的中低郁閉度林的精度不存在明顯差異，說明一種全站儀與無人機(jī)影像聯(lián)合的樹高快速提取方法是可行而有效的。

附圖說明

圖1是發(fā)明的流程圖；

圖2是拼接、定向過后獲取的測區(qū)無人機(jī)影像；

圖3是根據(jù)三角網(wǎng)生長法生成的不規(guī)則三角網(wǎng)；

圖4為樹梢點(diǎn)和樹根點(diǎn)的具體位置；

具體實(shí)施方式

具體實(shí)施方式一：一種全站儀與無人機(jī)影像聯(lián)合的樹高快速提取方法包括以下步驟：

步驟一：利用無人機(jī)采集林地的影像，利用全站儀或gps-rtk采集林地的地形數(shù)據(jù)；所述地形數(shù)據(jù)包括控制點(diǎn)坐標(biāo)和碎步點(diǎn)坐標(biāo)；

步驟二：對步驟一中無人機(jī)采集的影像和控制點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行定向拼接后得到林地?cái)?shù)字正射影像(dom)，對林地?cái)?shù)字正射影像數(shù)據(jù)進(jìn)行立體觀測得到樹梢點(diǎn)坐標(biāo)；

步驟三：利用自然生長算法(delaunay)將步驟一采集到的地形數(shù)據(jù)生成不規(guī)則三角網(wǎng)；

步驟四：利用步驟二中得到的樹梢點(diǎn)坐標(biāo)，在步驟三生成的不規(guī)則三角網(wǎng)中進(jìn)行高程內(nèi)插，求取樹梢點(diǎn)正下方的地面坐標(biāo)作為樹根點(diǎn)坐標(biāo)，求取樹梢點(diǎn)坐標(biāo)和樹根點(diǎn)坐標(biāo)的高程差值，該差值作為樹高數(shù)據(jù)。樹梢點(diǎn)和樹根點(diǎn)的具體位置如圖4所示。

具體實(shí)施方式二：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一不同的是：所述步驟一中利用無人機(jī)采集林地的影像，利用全站儀或gps-rtk采集林地的地形數(shù)據(jù)的具體過程為：

確定無人機(jī)的飛行路線以及飛行高度，無人機(jī)航向重疊率大于等于60％，旁向重疊率大于等于30％；設(shè)置地面控制點(diǎn)，利用全站儀或gps-rtk測量地面控制點(diǎn)的坐標(biāo)，每條航線的地面控制點(diǎn)大于等于6個；全站儀或gps-rtk利用控制點(diǎn)進(jìn)行林區(qū)地形碎步點(diǎn)坐標(biāo)采集。

航線設(shè)定是根據(jù)林區(qū)的實(shí)際情況以及要求的航片分辨率確定無人機(jī)的飛行路線以及飛行高度，確定航線的同時需要保證航片的航向重疊率不小于60％，旁向重疊率不小于30％，以便提高無人機(jī)影像的拼接精度。

地面控制點(diǎn)測量是為了攝影瞬間相對于地面的姿態(tài)進(jìn)行的控制點(diǎn)采集，利用全站儀或gps-rtk進(jìn)行測量，一般要求每條航線具備六個作業(yè)控制點(diǎn)。

航拍應(yīng)該選擇晴朗、無風(fēng)的天氣進(jìn)行，首先選定最佳飛行路線，在平坦區(qū)域架設(shè)無人機(jī)設(shè)備后進(jìn)行影響獲取，航拍完成后及時將影像傳輸?shù)诫娔X中。

全站儀根據(jù)已知點(diǎn)的情況進(jìn)行控制測量，對獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行平差處理得到控制點(diǎn)坐標(biāo)，利用控制點(diǎn)進(jìn)行林區(qū)地形碎步點(diǎn)采集，獲得的數(shù)據(jù)能夠用于不規(guī)則三角網(wǎng)生成以及高程內(nèi)插。

其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式一相同。

具體實(shí)施方式三：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一或二不同的是：所述步驟二中對步驟一中無人機(jī)采集的影像和控制點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行定向拼接后得到林地?cái)?shù)字正射影像，對林地?cái)?shù)字正射影像數(shù)據(jù)進(jìn)行立體觀測得到樹梢點(diǎn)坐標(biāo)的具體過程為：

步驟二一：影像內(nèi)定向；對步驟一得到的影像進(jìn)行內(nèi)定向完成掃描坐標(biāo)(在影像數(shù)字化過程中由于影像在掃描儀上位置是任意放置的形成的掃描坐標(biāo))到像坐標(biāo)(以影像像主點(diǎn)為坐標(biāo)系原點(diǎn)，對于航空影像，兩對邊機(jī)械框標(biāo)的連線為x軸和y軸的坐標(biāo)系框標(biāo)坐標(biāo)系，其與航線方向一致的連線為x軸，航線方向?yàn)檎颍褡鴺?biāo)系的方向與框標(biāo)坐標(biāo)系的方向相同)的轉(zhuǎn)換，內(nèi)定向采用多項(xiàng)式變換公式，用矩陣表示為：

h＝a’h′+t

其中所述h為量測的像點(diǎn)坐標(biāo)或掃描坐標(biāo)，a’為變換矩陣，h'為變換后的像點(diǎn)坐標(biāo)，t為變換參數(shù)；

步驟二二：影像內(nèi)定向后進(jìn)行影像相對定向；對影像進(jìn)行相對定向恢復(fù)相鄰兩影像攝影光束的相互關(guān)系，使同名光線對對相交，完成相鄰影像的鑲嵌；

步驟二三：影像相對定向后進(jìn)行影像絕對定向；對影像進(jìn)行絕對定向確定航片在攝影瞬間相對于地面的姿態(tài)，利用全站儀或gps-rtk測得的控制點(diǎn)坐標(biāo)作為已知控制點(diǎn)來確定空間輔助坐標(biāo)(該坐標(biāo)系是一種過渡坐標(biāo)系，它以攝站點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，以鉛錘方向?yàn)閦軸，并取航線方向?yàn)閤軸，有利于沿航線方向累積的系統(tǒng)誤差)與實(shí)際物空間坐標(biāo)(所攝物體所在的空間直角坐標(biāo)系，所用的為地面測量坐標(biāo)系，它的x軸指向正北方向，與大地測量中的高斯-克呂格平面坐標(biāo)系相同，高程以我國黃海高程系統(tǒng)為基準(zhǔn))之間的變換關(guān)系后；得到林地?cái)?shù)字正射影像；

步驟二四：對步驟二三得到的林地?cái)?shù)字正射影像進(jìn)行立體量測；根據(jù)共線方程可以獲取圖像上任意點(diǎn)的三維坐標(biāo)；共線方程為：

其中所述x,y為像點(diǎn)的像平面坐標(biāo)，x0,y0,f為影像的內(nèi)方位元素，xs,ys,zs為攝站點(diǎn)的物方空間坐標(biāo)，xa,ya,za為物方點(diǎn)的物方空間坐標(biāo)，ai,bi,ci(i＝1,2,3)為影像的三個外方位元素組成的九個方向余弦。

其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式一或二相同。

具體實(shí)施方式四：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一至三之一不同的是：所述步驟三中利用自然生長算法將步驟一采集到的地形數(shù)據(jù)生成不規(guī)則三角網(wǎng)的具體過程為：

步驟三一：找出全站儀數(shù)據(jù)中離散點(diǎn)相距最近的兩點(diǎn)，連接這兩點(diǎn)形成不規(guī)則三角網(wǎng)(tin)的初始基線，在初始基線的基礎(chǔ)上進(jìn)行不規(guī)則三角網(wǎng)的生長；

步驟三二：找到距離初始基線中點(diǎn)最近的點(diǎn)，該點(diǎn)與初始基線的兩個端點(diǎn)構(gòu)成不規(guī)則三角網(wǎng)的第一個三角形；至此不規(guī)則三角網(wǎng)的第一個三角形生成完成。

步驟三三：以第一個三角形中除初始基線外的兩條邊為基線，重復(fù)步驟三二，直到兩個新的三角形擴(kuò)展完成；

步驟三四：重復(fù)步驟三二至步驟三三，直到所有離散點(diǎn)均成為不規(guī)則三角網(wǎng)的端點(diǎn)。

其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式一至三之一相同。

具體實(shí)施方式五：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一至四之一不同的是：所述步驟四中高程內(nèi)插的具體過程為：

根據(jù)樹梢點(diǎn)的坐標(biāo)確定樹木在不規(guī)則三角網(wǎng)中所處的三角形，三角形頂點(diǎn)坐標(biāo)為

(x1,y1,z1)(x2,y2,z2)(x3,y3,z3)，則平面方程為：

根據(jù)平面方程確定內(nèi)插公式求取樹根點(diǎn)高程，內(nèi)插公式為：

通過做差求取樹根點(diǎn)和樹梢點(diǎn)的高程差值p＝zm-z。

其中所述(xm,ym,zm)為樹梢點(diǎn)坐標(biāo)，z為求得樹根點(diǎn)高程值，xj1,yj1,zj1為xj-x1,yj-y1,zj-z1(j＝2,3)，p為求得的樹高數(shù)據(jù)。

其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式一至四之一相同。

采用以下實(shí)施例驗(yàn)證本發(fā)明的有益效果：

實(shí)施例一：

本發(fā)明的一種全站儀與無人機(jī)影像聯(lián)合的樹高快速提取方法的流程圖如圖1所示。

本發(fā)明的無人機(jī)影像與全站儀數(shù)據(jù)采集模塊由無人機(jī)航拍和全站儀測量進(jìn)行獲取，具體步驟如下：

a)控制點(diǎn)的采集：根據(jù)野外的實(shí)際地形情況將控制點(diǎn)布設(shè)在明顯地物點(diǎn)上，明顯地物點(diǎn)是指野外的實(shí)地位置和航片的影像位置都可以明確辨認(rèn)的點(diǎn)。一般地區(qū)較理想的明顯地物點(diǎn)是近于直角而且又近于水平的線狀地物的交點(diǎn)和地物的拐角上，特別是道路交叉的位置經(jīng)常作為優(yōu)先選點(diǎn)的理想目標(biāo)。像片控制點(diǎn)的點(diǎn)位目標(biāo)影像應(yīng)清晰，易于判讀和立體量測，當(dāng)目標(biāo)與其他像片條件發(fā)生矛盾時，應(yīng)著重考慮目標(biāo)條件。野外航片控制點(diǎn)測量的工作經(jīng)過以下過程:擬定控制點(diǎn)測量的技術(shù)計(jì)劃，實(shí)地踏勘選定航片控制點(diǎn)，像控點(diǎn)的刺點(diǎn)與整飾；控制點(diǎn)的觀測、計(jì)算，控制成果的整理等。實(shí)地?cái)M定像控點(diǎn)是根據(jù)技術(shù)計(jì)劃到實(shí)地進(jìn)行核實(shí)對照、最后確定像控點(diǎn)的位置和施測方法。像控點(diǎn)選定后，像片上要準(zhǔn)確刺出像控點(diǎn)的位置，刺點(diǎn)的像片經(jīng)過整飾注記即能獲得攝影測量內(nèi)業(yè)成圖需要的控制片。野外控制測量完成后，能獲得像控點(diǎn)坐標(biāo)的觀測、計(jì)算成果與標(biāo)示有像控點(diǎn)位置和坐標(biāo)的控制片。

b)全站儀數(shù)據(jù)的獲取：為了獲得相應(yīng)的樹底點(diǎn)坐標(biāo)應(yīng)獲得林區(qū)的地形數(shù)據(jù)。使用南方測繪nts-310全站儀在選定的控制點(diǎn)上進(jìn)行控制測量，測量完成后進(jìn)行內(nèi)業(yè)平差處理獲取已知點(diǎn)數(shù)據(jù)。在測量完成的已知點(diǎn)基礎(chǔ)上獲取進(jìn)行碎步測量以獲取林區(qū)地形數(shù)據(jù)。在測量過程中應(yīng)盡量保證測量點(diǎn)之間構(gòu)成的三角形為等邊三角形，方便后期的數(shù)據(jù)處理以及樹底點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算。

c)無人機(jī)影像數(shù)據(jù)獲?。?/p>

無人機(jī)影像數(shù)據(jù)的獲取主要包括樣地因子調(diào)查、控制點(diǎn)采集、控制點(diǎn)布點(diǎn)方案、航線網(wǎng)布點(diǎn)、區(qū)域網(wǎng)布點(diǎn)、航測影像獲取等步驟。

航攝按照設(shè)計(jì)要求飛行，航向重疊一般60％-65％之間，旁向重疊一般在32％-48％之間，航向彎曲度在3％之內(nèi)，航片傾斜角一般小于2度，均在規(guī)定的限差內(nèi)。同一航線上相鄰航片的航高差不大于30m；大航高與最小航高之差不大于50m，攝區(qū)內(nèi)實(shí)際航高與設(shè)計(jì)航高之差不大于設(shè)計(jì)航高的5％；覆蓋超出測區(qū)邊界線不少于一條航線，旁向覆蓋超出測區(qū)邊界線不少于像幅的40％。

內(nèi)外方位元素的獲?。簝?nèi)方位元素是在空中攝影的瞬間攝影機(jī)或傳感器內(nèi)部的幾何要素。包括像主點(diǎn)、焦距長度、框標(biāo)和透鏡畸變差。確定圖像位置和角度的變量是外方位元素。外方位元素確定圖像在成像瞬間有關(guān)的特征值。包括3個線元素和3個角元素。3個線元素是攝影機(jī)光學(xué)中心在攝影成像時的空間位置，即在地面空間坐標(biāo)系中的坐標(biāo)x,y,z。

本發(fā)明的無人機(jī)影像數(shù)據(jù)定向拼接和樹梢點(diǎn)提取模塊由virtuzo軟件提取，具體步驟如下：

a)測區(qū)設(shè)置：將tiff格式文件轉(zhuǎn)換為vz格式文件,根據(jù)影像分辨率以及飛行方式輸入正確的基本測區(qū)參數(shù)。

b)自動空中三角測量生成立體像對：包括內(nèi)定向、自動選點(diǎn)轉(zhuǎn)點(diǎn)、相對定向、半自動量測控制點(diǎn)。并能夠自動整理成果，建立各模型的參數(shù)文件。選定區(qū)域，按同名核線重新采樣，進(jìn)行匹配預(yù)處理和匹配編輯，而后生成立體像對。

c)igs數(shù)字測圖：新建矢量窗口，裝載相應(yīng)立體模型(正射影像)。選擇地物特征碼選擇線型在影像窗口進(jìn)行地物量測。用立體眼鏡(或反光立體鏡)進(jìn)行觀測，用鼠標(biāo)或手輪腳盤移動影像并調(diào)整測標(biāo)。切準(zhǔn)樹木樹梢點(diǎn)單擊鼠標(biāo)左鍵記錄當(dāng)前點(diǎn)坐標(biāo)。

如圖2所示為拼接、定向過后獲取的測區(qū)無人機(jī)影像。

本發(fā)明的delaunay生長算法生成不規(guī)則三角網(wǎng)模塊由delaunay生長算法實(shí)現(xiàn)，具體算法步驟如下：

a)尋找初試基線：在所有的離散點(diǎn)中尋找一個離散點(diǎn)，計(jì)算其余點(diǎn)與該點(diǎn)的平面距離s，連接該點(diǎn)與距離該點(diǎn)最近的點(diǎn)作為生成三角網(wǎng)的初始基線。

b)確定第三點(diǎn)：在初始基線右側(cè)運(yùn)用delaunay法則搜尋第三點(diǎn)，具體的做法是：在初始基線右側(cè)的離散點(diǎn)中查找距此基線距離最短的點(diǎn)，做為第三點(diǎn)。

c)三角網(wǎng)的生成：連接第三點(diǎn)以及基線的兩個端點(diǎn)生成第一個三角形，以新生成的三角形的兩條邊(從基線起始點(diǎn)到第三點(diǎn)以及第三點(diǎn)到基線終止點(diǎn))作為新的基線。重復(fù)確定第三點(diǎn)以及生成三角形的過程，直至所有的基線處理完畢。至此，所有的三角形生成完畢，基于離散點(diǎn)的不規(guī)則三角網(wǎng)形成。

如圖3為根據(jù)三角網(wǎng)生長法生成的不規(guī)則三角網(wǎng)，圖中紅點(diǎn)代表樹木位置，同時可計(jì)算樹底高程以及樹高數(shù)據(jù)。

本發(fā)明的高程內(nèi)插獲取樹底點(diǎn)高程及樹高獲取模塊平面內(nèi)插方程實(shí)現(xiàn)，具體步驟如下：

a)確定平面方程：

首先根據(jù)樹梢點(diǎn)的坐標(biāo)定位到不規(guī)則三角網(wǎng)中所在的三角形，根據(jù)三角形的頂點(diǎn)確定平面方程。三角形的三個頂點(diǎn)為a(510155.011，4007105.021)b(510151.463，4007099.243)c(510159.036，4007096.531)，根據(jù)無人機(jī)影像所得的樹梢點(diǎn)坐標(biāo)(510156.263，4007101.584，269.874)，求取λ1、λ2、λ3的值：

λ3＝1-λ1-λ2＝0.284

根據(jù)平面內(nèi)三角形與點(diǎn)的關(guān)系定理可知：

對

1.當(dāng)且僅當(dāng)0<λ<1，樹梢點(diǎn)在δabc內(nèi)；

2.不滿足1，但0≤λ≤1，則樹梢點(diǎn)在δabc頂點(diǎn)或邊界上；

3.對于不滿足1和的情況，樹梢點(diǎn)在δabc外部。

求取對應(yīng)的λ1、λ2、λ3的值，根據(jù)定理判斷樹梢點(diǎn)與三角形的位置，直到樹梢點(diǎn)在某一個三角形內(nèi)部或邊上時停止查找。樹梢點(diǎn)所在三角形的頂點(diǎn)坐標(biāo)為a(510155.011，4007105.021，256.034)b(510151.463，4007099.234，255.631)c(510159.036，4007096.531，256.348)，可以確定平面方程為：

b)根據(jù)平面方程可以確定內(nèi)插公式求取待求點(diǎn)高程，內(nèi)插公式為：

z即為所求的樹底點(diǎn)的高程，通過求取樹底點(diǎn)和樹梢點(diǎn)的高程差值p＝269.874-256.116＝13.708可以求得樹高數(shù)據(jù)p＝13.708。

本發(fā)明還可有其它多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。