基于激光雷达的园林树种单木位置和树冠提取开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

随着城市化进程的加快，城市园林绿化作为改善生态环境、提升城市品质的重要途径，日益受到重视。

而精细化的城市园林管理，需要建立在对树木的准确识别和定位基础之上。

传统的人工实地测量方法效率低下，且难以获取树木的三维结构信息，已经无法满足现代城市园林管理的需求。

2. 本选题国内外研究状况综述

近年来，激光雷达技术在森林资源调查、树木结构参数提取等方面取得了显著成果，但在城市园林树种单木位置和树冠提取方面的应用仍处于探索阶段。

1. 国内研究现状

国内学者在激光雷达数据应用于单木位置和树冠提取方面已取得一定进展。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

主要内容包括：
1.激光雷达数据获取与预处理：针对研究区获取高精度的机载激光雷达点云数据，并对原始点云数据进行去噪、滤波、分类等预处理操作，以提高数据质量，为后续分析奠定基础。

2.单木位置提取：研究并对比分析基于激光雷达点云数据的单木位置提取方法，例如局部最大值法、分水岭算法、聚类分析法等，并针对不同算法的优缺点进行改进和优化，以提高单木位置识别的准确率和效率。

3.树冠提取：研究基于激光雷达点云数据的树冠边界识别方法，例如基于形态学操作的边界提取、基于区域生长的边界提取等，并根据不同树种和生长环境对算法进行调整，以提高树冠提取的精度。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用以下技术路线:
1.数据获取与预处理：获取研究区高精度的机载激光雷达点云数据，并利用专业软件进行预处理，包括点云去噪、滤波、分类等，以去除噪声点、无关点云以及地面点，得到只包含树木信息的点云数据。

2.单木位置提取：利用数字地形模型(dtm)提取树木高度信息，并采用局部最大值法、分水岭算法等方法进行树冠顶点检测，确定单木位置。

3.树冠提取：基于提取的单木位置信息，利用区域生长法、形态学操作等方法进行树冠边界识别，并提取树冠的几何特征参数，如树冠面积、树冠投影面积、树冠体积等。

5. 研究的创新点

本研究的创新点主要体现在以下几个方面：
1.针对城市园林树种多样性高、空间分布复杂的特点，研究适用于多树种混合林的单木位置和树冠提取方法，提高复杂环境下树木信息提取的精度和效率。

2.结合不同树种的形态特征，研究基于激光雷达点云数据的树冠形态特征参数提取方法，为树冠形态分析、树木生长状况评估提供更精确的数据支持。

3.开发基于激光雷达数据的园林树木三维可视化平台，将提取的单木位置、树冠信息以及其他相关属性信息进行集成展示，为城市园林管理提供直观、高效的决策支持工具。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

[1]赵鹏超,武晋雯,刘鲁霞,等.机载lidar数据单木树冠提取方法研究综述[j].西北林学院学报,2019,34(06):101-109.

[2]李响,陈崇成,陈云浩,等.基于机载lidar数据的城市单木树冠提取方法比较[j].测绘科学,2019,44(02):91-97.

[3]王婷,陈尔学,梁昌洪.面向单木识别的机载lidar数据分割方法[j].遥感学报,2018,22(03):444-458.