青青草一区二区三区_亚洲一级影院_av美女在线观看_久久免费黄色

行業(yè)新聞

行業(yè)新聞

首頁 > 行業(yè)新聞 > 基于三維激光掃描的涉案伐倒木材積測定研究

基于三維激光掃描的涉案伐倒木材積測定研究

2019-08-23 熱度:4498 ℃

      1. 南京森林警察學院,江蘇 南京

              2. 北京麥格天渱科技發(fā)展有限公司,北京

                  3. 江蘇省南京工程高等職業(yè)學校,江蘇 南京

              4. 中油(新疆)石油工程有限公司,新疆

  摘要:利用三維激光掃描系統(tǒng),獲得伐倒木的整體點云數(shù)據(jù),利用點云應用微積填充的方式計算出伐倒木的材積,將計算結果與根據(jù)伐倒木求積式計算出的材積結果進行比較。結果表明,激光掃描儀測得的伐倒木材積數(shù)據(jù)精度、測量效率均比較高,可以滿足林業(yè)調(diào)查精度的要求,為快速、高效地測定涉案伐倒木材積提供了技術支持。

  “國家林業(yè)局、公安部關于森林和陸生野生動物刑事案件管轄及立案標準”“最高人民法院關于審理破壞森林資源刑事案件具體應用法律若干問題的解釋”等相關法律規(guī)定,林木材積是盜伐、濫伐林木等森林案件定性處罰的主要依據(jù)。

  在森林案件現(xiàn)場, 被盜伐、濫伐林木多呈伐倒木狀態(tài),伐倒木材積計算公式較多,使用公式計算時,需要逐株測量相關因子,測量需要的時間較長,個別公式的計算過程較繁瑣,影響了辦理案件的效率。探討應用三維激光掃描方法測定涉案伐倒木的材積,提高測定的精度和效率具有非常重要的現(xiàn)實意義。

  三維激光掃描儀的工作原理

  三維激光掃描儀是通過其新型的掃描技術實現(xiàn)非接觸式的快速測量方式,以其每秒高達百萬點的速度快速獲取大空間內(nèi)場景數(shù)據(jù)[1-3]。三維激光掃描儀主要由掃描儀(見圖1)、控制器(計算機)和電源供應系統(tǒng)三部分組成。掃描儀主要由一臺快速準確的激光測距儀加上一組可導引激光以等速度掃描的反射鏡及數(shù)碼相機組成。

image.png

  圖1 Trimble TX8靜態(tài)三維激光掃描儀

  在三維激光掃描儀內(nèi),通過兩個同步反射鏡快速有序地旋轉,將激光脈沖發(fā)生器發(fā)出的窄束激光脈沖依次掃過被測區(qū)域,測量每個激光脈沖從發(fā)出經(jīng)被測物表面再反射回儀器所經(jīng)過的時間(或相位差)來計算距離(見圖2),同時掃描控制模塊控制和測量每個脈沖激光的角度,最后計算出激光點在被測物體上的三維坐標。

image.png

  圖2  三維激光掃描儀工作原理示意

  外業(yè)采集與內(nèi)業(yè)處理結果分析

  三維激光掃描儀法計算伐倒木材積的外業(yè)采集與處理分析

  使用TrimbleTX8分別對室內(nèi)外的伐倒木進行現(xiàn)場掃描。(見圖3,4)

image.png

  圖3  室內(nèi)現(xiàn)場掃描圖像

image.png

  圖4  室外現(xiàn)場掃描圖像

  在外業(yè)掃描的基礎上,獲得伐倒木室內(nèi)點云灰色編碼顯示圖及室外點云色彩編碼顯示圖。(見圖5,6)

image.png

  圖5  室內(nèi)點云灰色編碼顯示示意

  對掃描結果進行數(shù)據(jù)處理,三維激光掃描由點云計算材積。

image.png

  圖6  三維激光掃描由點云計算材積示意

  選取掃描效果較好的伐倒木計算材積,不同伐倒木材積測量結果見表1,2。

image.png

  表1  三維激光掃描測定伐倒木材積結果(室內(nèi))

image.png

  表2  三維激光掃描法測定伐倒木材積結果(室外)

  三維激光掃描法計算的材積結果與常規(guī)公式法計算材積比較分析

  對不同伐倒木材積公式計算的材積結果與三維激光掃描儀法計算的材積結果進行比較(見圖7,8)。

image.png

  圖7  不同伐倒木材積公式計算結果與三維激光掃描法計算結果比較(室內(nèi))

image.png

  圖8  不同伐倒木材積公式計算結果與三維激光掃描法計算結果比較(室外)

  從圖7,8可以看出,三維激光掃描法計算的結果接近于公式法計算的平均狀態(tài),計算結果能滿足材積計算的結果要求[7]。

  通過誤差研究分析,使用三維激光掃描法獲得的基本測樹因子具有很高的精度,獲得的材積可以代替伐倒木實測材積,可用于建立林木材積方程,相關軟件可以計算表面非常不規(guī)則幾何體的體積,獲得的材積比伐倒木區(qū)分求積獲得的材積更準確[8-9]。

  結論與討論

  (1)就伐倒木材積計算公式而言,區(qū)分求積的方法計算的結果精度高于近似求積式計算的結果,三維激光掃描儀計算材積時,同樣遵循了區(qū)分的方法,因此計算結果精度較高。從測量的數(shù)據(jù)也可以看出,三維激光掃描測定的伐倒木材積與公式法中區(qū)分的方法計算的結果更接近。

  (2)從理論推導,對于同一株樹干上,區(qū)分段越短,區(qū)分段干形越接近于立體幾何體,其計算材積越精確。但在實際工作中,考慮到測量的工作量,一般區(qū)分段不少于5段即可,而使用三維激光掃描儀時,區(qū)分段數(shù)可以不受限制[10-11]。

  (3)通過研究發(fā)現(xiàn),利用三維激光掃描技術測得的數(shù)據(jù)完全能夠滿足林業(yè)測量的精度要求。

  (4)三維激光掃描法計算伐倒木材積具有速度快、效率高的特點,可應用于盜伐林木和濫伐林木等森林案件性處罰的主要依據(jù),提高辦案效率。

  (5)三維激光掃描的特點是即見則即得,因此掃描時要保證最大限度地掃描到伐倒木的全部,這樣計算的材積結果更精確。

  (6)掃描時要保證多方位、多角度地掃描,獲得更多的點云數(shù)據(jù),提高計算結果的準確度。

  總之,三維激光掃描儀完全可以應用于林木材積的測定中,并且可以滿足測量精度的要求。三維激光掃描儀有許多優(yōu)點,其應用是對傳統(tǒng)森林調(diào)查方法、技術手段和儀器使用的一次創(chuàng)新和嘗試,特別在森林案件現(xiàn)場復原、痕跡物證的提取和固定具有非常重要的作用,可以推廣使用,擴大三維激光掃描儀的應用范圍。

  參考文獻

  [1] 李勝利,金泰義,徐育,等.激光測微儀的研制及其最新進展[J].現(xiàn)代科學儀器,1995,04:45-49.

  [2]吳春峰,陸懷民,郭秀榮,等.利用三維激光掃描系統(tǒng)測量立木材積的方法[J].森林工程,2009,25(3):71-75.

  [3] 趙 芳,韋雪花,高 祥,等. 三維激光掃描系統(tǒng)在建立單株立木材積模型中的研究[J]. 山東農(nóng)業(yè)大學學報 ( 自然科學版) ,2013,44(2):231-238.

  [4]郭秀榮,吳春峰.基于三維激光掃描儀的立木材積測定方法研究[J].現(xiàn)代科學儀器,2013,4:132-135

  [5]李炳凱.盜伐、濫伐林木材積測定(之一)[J].林業(yè)調(diào)查規(guī)劃,2004,29(2):1-4.

  [6]趙學榮,付文華.林業(yè)案件中伐倒木材積測定方法[J].林業(yè)調(diào)查規(guī)劃,2005,30(6):29-31.

  [7]劉成林.森林案件涉案伐倒木材積惟一性的探討[J].林業(yè)資源管理,2008(5):122-124.

  [8]張民俠.森林資源管理概論[M].北京:中國人民公安大學出版社,2015

  [9]鄧向瑞,馮仲科,羅旭.三維激光掃描系統(tǒng)在林業(yè)中的應用研究[J].北京林業(yè)大學學報,2005,27(增):43-47

  [10]范海英,李暢,趙軍.三維激光掃描系統(tǒng)在精準林業(yè)測量中的應用[J].測繪通報,2010,(2):29-31

  [11]錢建國,趙軍武,唐為剛.三維激光掃描儀獲取的數(shù)據(jù)處理與應用研究[J].礦山測量,2009,6(14):44-46.

  第一作者:張民俠,女,1970年1月,南京森林警察學院,博士,教授,研究方向:森林資源管理

TAGS:

更多相關

千尋CORS如何做到“每秒服務百萬用戶”

千尋CORS如何做到“每秒服務百萬用戶”

千尋CORS特別“穩(wěn)”,用過的人都知道。撐起千尋服務穩(wěn)定性的,是一項名為“高并發(fā)”的技術能力。  什么是“高并發(fā)”?“高并發(fā)”是指大量用戶(終端)的快速接入。對于網(wǎng)絡平臺而言,如果不具備良好的高并發(fā)處...

GPS簡介:GPS定位原理、GPS測量的特點、GNSS-RTK使用流程

GPS簡介:GPS定位原理、GPS測量的特點、GNSS-RTK使用流程

GPS全稱全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)軟件或全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)軟件,其英文全稱為GlobalNavingatioSatelliteSystem,GNSS。GPS/GNSS是伴隨著現(xiàn)代科技的快速發(fā)展而建立起來的...

坐標轉換中的七參數(shù)詳談,測量員值得收藏

坐標轉換中的七參數(shù)詳談,測量員值得收藏

  坐標轉換永遠是測繪工作離不開的一個話題。坐標轉換的方法很多,有的方法可以用相應的參數(shù)來描述,其中使用較廣的一個是七參數(shù)。七參數(shù)大多用于不同坐標系統(tǒng)間的基準變換。  七參數(shù)的由來  對于非測繪的專業(yè)...

L3磁阻尼光學水準儀

L3磁阻尼光學水準儀

專業(yè)的光學系統(tǒng)測量員更清晰明亮的視界  工程測量28倍舒適放大倍率,配合550nm波長、超過30層光學鍍膜鏡頭,使望遠鏡成像清晰銳利;在100m出直徑2.5m的測量視野中,可清晰觀測到水準尺的毫米刻劃...

北斗和GPS能有什么結果——解讀中美導航系統(tǒng)合作

北斗和GPS能有什么結果——解讀中美導航系統(tǒng)合作

  12月上旬,中美雙方簽署《北斗與GPS信號兼容與互操作聯(lián)合聲明》(以下簡稱《聲明》),兩大衛(wèi)星導航系統(tǒng)將實現(xiàn)民用信號互操作。  消息傳出后,引起部分讀者不解:兼容有何意義?是否意味著北斗將技術拱手...

徠卡全站儀在地鐵自動化監(jiān)測中的注意事項

徠卡全站儀在地鐵自動化監(jiān)測中的注意事項

  眾所周知,地鐵隧道的自動化監(jiān)測在精密監(jiān)測范疇中往往要求精度在±1mm以內(nèi)。徠卡測量在眾多地鐵項目中,是如何做到高精度的呢?以下常見的問題解答,或許能夠幫到您!  一、地鐵隧道中,徠卡TM50支架...

“智能、綠色、創(chuàng)新、高效”——第十屆中國智能化綠色開采技術與裝備大會暨展覽會——海克斯康參會報道

“智能、綠色、創(chuàng)新、高效”——第十屆中國智能化綠色開采技術與裝備大會暨展覽會——海克斯康參會報道

2023年4月8-11日,第十屆中國智能化綠色開采技術與裝備大會暨展覽會在安徽合肥隆重召開,本次會議由礦研期刊出版(長沙)有限公司、湖南省有色金屬學會采礦專業(yè)委員會、中國綠色智能礦業(yè)平臺聯(lián)合承辦。大會...

千尋CORS賬號如何購買劃算?  選南京環(huán)球測繪

千尋CORS賬號如何購買劃算? 選南京環(huán)球測繪

千尋CORS賬號如何購買劃算? 選南京環(huán)球測繪南京環(huán)球測繪儀器有限公司為:“千尋CORS賬號”全國代理商,代理商對比官網(wǎng)的優(yōu)勢在于可以提供實時的技術服務支持,有專業(yè)的技術部門,24小時處理...

主站蜘蛛池模板: 彭水| 六安市| 丹巴县| 新民市| 乌兰浩特市| 双流县| 嘉峪关市| 绍兴县| 日照市| 辽阳县| 平利县| 西宁市| 景宁| 寻乌县| 南充市| 徐水县| 绥宁县| 阜城县| 荥阳市| 枣阳市| 洛阳市| 泰和县| 钦州市| 鄂托克旗| 石柱| 延庆县| 郎溪县| 满洲里市| 哈尔滨市| 盐津县| 宜城市| 金溪县| 肥乡县| 稻城县| 西青区| 和平县| 独山县| 南城县| 图木舒克市| 安达市| 天峻县|