林分郁闭度自动测量系统的研建与应用

doi:10.13466/j.cnki.lyzygl.2020.02.025

林业资源管理 ›› 2020, Vol. 0 ›› Issue (2): 167-172.doi: 10.13466/j.cnki.lyzygl.2020.02.025

林分郁闭度自动测量系统的研建与应用

林丽丽¹^,²(), 郝振帮¹^,³, 杨柳青¹^,², 高仰驰¹^,², 刘艳芬¹^,², 余坤勇¹^,³, 刘健¹^,²^,³()

1.3S技术与资源优化利用福建省高等学校重点实验室,福州 350002
2.福建农林大学艺术学院园林学院,福州 350002
3.福建农林大学林学院,福州 350002

收稿日期:2020-02-18 修回日期:2020-04-18 出版日期:2020-04-28 发布日期:2020-06-15
通讯作者: 刘健
作者简介:林丽丽(1991-),女,福建莆田人,在读博士,主要研究方向:风景园林规划设计、林业3S技术应用。Email:fjldd@outlook.com
基金资助:
国家重点研发子课题(2017YFD0600901-3);福建省高校产学研合作项目(2015N5010)

The Development and Application of Automatic Measurement System for Forest Canopy Closure

LIN Lili¹^,²(), HAO Zhenbang¹^,³, YANG Liuqing¹^,², GAO Yangchi¹^,², LIU Yanfen¹^,², YU Kunyong¹^,³, LIU Jian¹^,²^,³()

1. University Key Lab for Geomatics Technology and Optimize Resources Utilization in Fujian Province,Fuzhou 350002
2. College of Arts College of Landscape Architecture,Fujian Agriculture and Forestry University,Fuzhou 350002
3. College of Forestry,Fujian Agriculture and Forestry University,Fuzhou 350002

Received:2020-02-18 Revised:2020-04-18 Online:2020-04-28 Published:2020-06-15
Contact: LIU Jian

摘要/Abstract

摘要：

自动快速获取林分郁闭度参数是林业信息现代化建设的需求。为快速低成本地计算郁闭度,设计了一种郁闭度自动测定系统。系统利用树莓派及算法编程进行开发,具备野外数据采集和远程信息管理的功能。采用同心圆环切割和二值化相结合的图像处理技术实现郁闭度值提取,避免复杂的鱼眼镜头畸变校正过程。系统提供可视化界面,集成树莓派、鱼眼镜头、电池和无线路由器等,操作简便。以三明市金丝湾森林公园的米槠林为研究案例,使用自动郁闭度测量系统获取林分郁闭度值与抬头望法测定的郁闭度值进行对比分析,得出系统测定的郁闭度值与抬头望法的R²为0.699。系统有助于郁闭度的快速测定。

关键词: 环切, 二值化, 郁闭度, 鱼眼镜头, 物联网

Abstract:

The requirement of forestry information modernization is to obtain the forest canopy closure automatically and quickly.In order to calculate canopy closure quickly and cheaply,an automatic measurement system was designed.The system was developed by raspberry pie and algorithm programming,which had the function of field data collection and remote information management.Canopy closure value was extracted using ring-cutting and binarization image processing technology.It avoided the complex fisheye lens distortion correction process.The system provides a visual interface,integrated raspberry pie,fisheye lens,battery and wireless router and so on,which makes it easy to operate.This study took Jinsiwan Forest Park,Sanming city as the study case.Canopy closure values determined using the automatic measurement system and look-up method,respectively.It showed that R² was 0.699 between the automatic measurement system and look-up method.The system is helpful for the rapid measurement of canopy closure and provides reference for the application and promotion.

Key words: ring-cutting, binarization, canopy closure, fisheye lens, internet of things

中图分类号:

林丽丽, 郝振帮, 杨柳青, 高仰驰, 刘艳芬, 余坤勇, 刘健. 林分郁闭度自动测量系统的研建与应用[J]. 林业资源管理, 2020, 0(2): 167-172.

LIN Lili, HAO Zhenbang, YANG Liuqing, GAO Yangchi, LIU Yanfen, YU Kunyong, LIU Jian. The Development and Application of Automatic Measurement System for Forest Canopy Closure[J]. FOREST RESOURCES WANAGEMENT, 2020, 0(2): 167-172.

图/表 9

图1

图2

图3

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表1

图6

表2

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参考文献 18

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样地	平均胸径/cm	平均树高/m	密度/(株/hm²)
1	18.27	14.27	1067
2	18.39	13.55	1022
3	23.90	17.17	585
4	23.51	20.40	649
5	14.79	14.49	975
6	26.75	19.11	602
7	17.89	15.48	799
8	21.64	20.76	698

样地号	系统估测	抬头望法	样地号	系统估测	抬头望法	样地号	系统估测	抬头望法
1-1	0.81	0.80	4-1	0.78	0.77	7-1	0.77	0.75
1-2	0.80	0.79	4-2	0.79	0.80	7-2	0.73	0.70
1-3	0.75	0.76	4-3	0.77	0.75	7-3	0.73	0.71
1-4	0.78	0.77	4-4	0.78	0.76	7-4	0.78	0.74
1-5	0.85	0.85	4-5	0.80	0.77	7-5	0.79	0.76
2-1	0.81	0.80	5-1	0.80	0.78	8-1	0.76	0.78
2-2	0.80	0.77	5-2	0.76	0.77	8-2	0.76	0.78
2-3	0.80	0.77	5-3	0.80	0.78	8-3	0.77	0.79
2-4	0.79	0.80	5-4	0.75	0.74	8-4	0.76	0.75
2-5	0.78	0.79	5-5	0.75	0.73	8-5	0.80	0.80
3-1	0.79	0.80	6-1	0.76	0.75
3-2	0.77	0.77	6-2	0.77	0.78
3-3	0.81	0.80	6-3	0.80	0.78
3-4	0.77	0.79	6-4	0.79	0.81
3-5	0.79	0.80	6-5	0.71	0.68

林分郁闭度自动测量系统的研建与应用

The Development and Application of Automatic Measurement System for Forest Canopy Closure

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