摘要
胸高直径(Diameter at breast height, DBH) ,亦称胸径,是指树干距离地面以上相当于一般成年人胸高部位的直径,我国胸高位置定义为地面以上1.3m处,这一概念是从欧洲国家传入我国的【1,2】。由于胸径是评价立地质量和林木生长状况以及进行森林经营管理的重要依据，在立木条件下又容易测定，所以在森林调查中是一个非常重要的调查因子【3,4】。森林结构参数信息的准确测量对于森林作业规划、促进全球气候变化研究和提高中国在国际碳贸易谈判中的地位具有重要意义。对于不同的作业条件以及精度要求，目前有多种不同的技术手段能够进行森林结构参数的测量。激光雷达用于林业信息采集的研究始于20世纪80年代中期，凭借其高效精确地获取林地高程模型和林木高度信息的能力，激光雷达在森林参数提取和森林资源管理中发挥了重要的作用，使遥感技术在林业领域的应用登上新的台阶【5】。而在本文主要探讨使用三维激光传感器进行树木胸径的测量。
关键词：树木胸径、激光传感器
1、研究背景
上世纪中叶，国外开始对森林计测仪器与技术进行研究，从普通的机械测树方式发展到光学原理的测树方式等【6】，由于对森林计测的重视,很多国家断优化森林计测的仪器和方法【7】。最早出现的精度较高的测树仪器，在使用过程中产生了与真实树干生长无关、数据缺失等问题，这些问题的技术改进出现在二十世纪七十年代【8】。测径方面在胸径尺的基础上陆续增加了比特莫尔测杖、SMR计算化轮尺、纸带自计轮尺、瑞典自计轮尺、扇形叉、芬兰弯轮尺等。而我国正式开展森林资源计测调查于二十世纪五十年代伊始。我国森林资源连续清查测量作业主要采用人工接触式的测径围尺测量方法,是通过测径围尺进行手工测量。测量过程中-般需要两个人配合作业，一人测量一人记录,测量效率较低,测量精度难以得到保障。因此,设计一种操作简单、测量精准、作业效率高的立木，胸径测量设备,解决林业调查人员的实际工作需求，具有较高的实用价值【9-13】。随着科技的不断发展,国内外专家学者不断提出了新的测方法,并先后开发了新一代胸径测量设备,其中主要测量方法体现在遥感反演【14-17】、三维激光扫描! 【18-20】、摄影测量等领域。国外立木胸径测量设备价格昂贵,且操作性差，不适用于大面积的林业资源调查工作【21,22】。国内的专家学者们为了适应我国林业信息化和智能化的发展需求，也对立木测量设备与方式进行了大量的研究【23-28】。随着森林计测调查技术逐步向智能化发展，国内陆续研发应用了很多新的计测方法。在测量胸径、树高方面，常用测树仪、测树器、测微器等进行立木精测，使用车载、机载LiDAR等。
2、不同的测量方法
2.1基于数字图像处理技术的树木胸径测量
基于数字图像处理技术法【29】属于二维测量方法，首先由手持测树仪CMOS图像传感器获取的数字影像在处理前需首先进行灰度化。灰度化(Gray Processing)是指将图像由彩色转换成灰度图像的过程。由于彩色图像的多分量性质,在进行边缘检测比较相邻像素间的差异时需要综合考虑各颜色的亮度值,不利于运算，因此可以通过灰度化处理使彩色图像得到降维,从而在不丢失边缘特征的情况下极大地缩减边缘检测运算量提高运算效率。通常使用最大值、平均值或加权平均值处理实现数字图像的灰度化。之后通过一系列的公式计算，从而得出树木的胸径大小。
缺点：其解算步骤繁琐,需要计算机进行内业解算，不能完全满足实地测量需要。
2.2基于角度传感器的树木胸径测量
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