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基于分水岭算法和机载激光雷达点云三维空间分布分析的单棵树分割方法

fish小余儿 2023-11-06 原文

Paper题目:An Individual Tree Segmentation Method Based on Watershed Algorithm and Three-Dimensional Spatial Distribution Analysis From Airborne LiDAR Point Clouds

Abstract

准确的单树分割是后续林业参数计算分析的重要依据。然而,基于栅格化冠层高度模型的方法通常会由于插值操作而遭受3-D信息丢失。因此,本文提出了一种基于标记控制的分水岭算法和机载激光雷达点云的3-D空间分布分析的个体树分割方法。首先,基于局部极大值滤波得到的潜在树顶点,进行标记控制的分水岭分割算法,得到粗点簇。然后,在主成分分析定义的局部坐标参考框架内,对每个点簇执行多向3-D空间剖面分析,以细化潜在的树顶点位置。最后,将细化的潜在树顶点位置用作K-means聚类的先验,以实现粗到细的个体树分割。在公共NEWFOR数据集上进行了比较实验,以评估所提出的方法。结果表明,所提出的方法对于分割单个树是有效且稳健的。

索引词——机载激光雷达、树冠高度模型(CHM)、个体树木分割、剖面分析、分水岭算法。

I. INTRODUCTION

森林生态系统是所有陆地生态系统中最大、最重要的自然生态系统之一,是由森林群落及其环境形成的具有特定结构、功能和自我调节能力的自然综合体。其主要特点是动植物种类繁多,群落结构复杂,种群密度和群落结构可以长期处于稳定状态,特别是在热带雨林生态系统中。显然,森林生态系统及其变化对于维持自然生态系统的格局、功能和过程具有特殊的生态意义[1]。此外,森林的可持续服务能力取决于有效的森林经营和对森林资源的科学认识。碳、水和养分循环[2]。作

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