毛竹的几何参数(冠幅、胸径、竹高和枝下高)是毛竹林资源监测的重要内容和基础工作。目前这项工作主要依靠常规测量工作,工作效率低,人力资源消耗大,本章探讨地面LiDAR新技术结合常用软件在毛竹林样地调查中的应用。
三维重建技术作为计算机视觉领域的重要分支,以物体或场景的点云数据作为重建基础的三维重建技术正逐步走向大众视野(姜子鹏,2019)。国内外研究学者在利用三维激光扫描仪获取建筑物的三维点云数据并进行分类、制作三维模型等方面做了大量的研究(Sequeira et al.,1999;李必军等,2003;李清泉等,2003),在毛竹林样地调查或制作毛竹三维模型构建方面,还很少应用三维激光扫描技术的研究,原因在于毛竹枝条叶片细密,三维形态难以重塑,毛竹林冠层茂密,利用地面LiDAR不容易扫描整体数据,但竹秆比一般的树木要结构简单、形态易构,这是毛竹利用点云数据重构三维模型的特殊、便捷之处。其次,毛竹林野外地形复杂,蔡越等(2017)认为测站距离与点云数量成反比,近距离和适合的地形这是难以协调的矛盾。若将毛竹砍倒后再进行扫描,会使其部分枝条折断,破坏冠层结构,难以反映单株毛竹的真实生长情况,并直接影响到毛竹的正常生长。
本章利用Leica C5三维激光扫描仪扫描毛竹林,分割单竹点云数据,分别采用常用软件Geomagic Studio和Meshlab重建单株毛竹模型,比较建模效果以及测量单株毛竹模型四参数并分析其精度。本章的研究重点是将地面LiDAR新型测绘技术应用于测量单株毛竹几何参数,对比两款常用软件的应用效果,为林业工作者或虚拟场景中单株毛竹三维模型制作者提供参考。