ICS65.020.99

CCSB04

43

湖南省地方標(biāo)準(zhǔn)

DB43/T3080.11—2024

湖南省立木材積、生物量及碳系數(shù)計(jì)量監(jiān)

測(cè)系列模型

第11部分：地基激光雷達(dá)林木信息采集技

術(shù)規(guī)程

Measurementandmonitoringmodelsoftreevolume,biomassandcarboncoefficients

inHunanProvince—

Part11:Codeofpracticefortreeinformationcollectionusingterrestriallaser

scanning

2024-08-30發(fā)布2024-11-30實(shí)施

湖南省市場(chǎng)監(jiān)督管理局發(fā)布

DB43/T3080.11—2024

目次

前言.................................................................................II

引言................................................................................III

1范圍...............................................................................1

2規(guī)范性引用文件.....................................................................1

3術(shù)語(yǔ)和定義.........................................................................1

4前期準(zhǔn)備...........................................................................2

技術(shù)準(zhǔn)備.......................................................................2

資料準(zhǔn)備.......................................................................2

儀器設(shè)備準(zhǔn)備...................................................................2

5樣木選擇...........................................................................2

6數(shù)據(jù)采集...........................................................................2

基本情況調(diào)查...................................................................2

標(biāo)靶布設(shè).......................................................................2

測(cè)站安置.......................................................................2

參數(shù)設(shè)置.......................................................................2

點(diǎn)云采集.......................................................................3

7數(shù)據(jù)預(yù)處理.........................................................................3

點(diǎn)云配準(zhǔn).......................................................................3

點(diǎn)云降噪.......................................................................3

點(diǎn)云裁剪.......................................................................3

8參數(shù)提取...........................................................................3

9數(shù)據(jù)檢驗(yàn)...........................................................................3

附錄A（規(guī)范性）地基激光雷達(dá)樣木信息采集調(diào)查表.......................................4

參考文獻(xiàn)..............................................................................5

I

DB43/T3080.11—2024

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定

起草。

本文件是DB43/T3080《湖南省立木材積、生物量及碳系數(shù)計(jì)量監(jiān)測(cè)系列模型》的第11部分。DB43/T

3080已經(jīng)發(fā)布以下部分：

——第1部分：總則；

——第2部分：杉木立木材積與生物量模型；

——第3部分：馬尾松立木材積與生物量模型；

——第4部分：櫟類立木材積與生物量模型；

——第5部分：楊樹類立木材積與生物量模型；

——第6部分：其他軟闊立木材積與生物量模型；

——第7部分：主要樹種（組）立木含碳系數(shù)與碳儲(chǔ)量模型；

——第8部分：主要森林類型相對(duì)樹高曲線模型；

——第9部分：主要森林類型林分形高模型；

——第10部分：林木和林分生長(zhǎng)率模型；

——第11部分：地基激光雷達(dá)林木信息采集技術(shù)規(guī)程。

請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任。

本文件由湖南省林業(yè)局提出。

本文件由湖南省林業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)歸口。

本文件起草單位：中南林業(yè)科技大學(xué)、國(guó)家林業(yè)和草原局中南調(diào)查規(guī)劃院、湖南省林業(yè)科學(xué)院、湖

南省農(nóng)林工業(yè)勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司、湖南省林業(yè)資源調(diào)查監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)中心、湖南省計(jì)量檢測(cè)研究院。

本文件主要起草人：孫華、蘭俊宇、曹文昊、陳振雄、何平、賀鵬、潘政尚、馬開森、唐杰、貢鳴、

鄒澤林、陶冀、馬豐豐、王燦、李承志、陳超、陳雯鈺。

II

DB43/T3080.11—2024

引言

主要樹種（組）和森林類型立木（林分）材積、生物量及碳計(jì)量等林業(yè)數(shù)表模型是森林資源及其生

態(tài)狀況動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、森林資源經(jīng)營(yíng)利用、森林資源資產(chǎn)化管理以及多效益評(píng)估評(píng)價(jià)的基本計(jì)量工具。建立

和完善準(zhǔn)確、適用的主要樹種和森林類型林業(yè)數(shù)表模型，對(duì)于精準(zhǔn)預(yù)估森林生長(zhǎng)、指導(dǎo)森林可持續(xù)經(jīng)營(yíng)、

依法治林以及開展森林碳匯評(píng)估及碳交易工作具有重要意義。

為便于標(biāo)準(zhǔn)的使用、實(shí)施以及后續(xù)擴(kuò)展，DB43/T3080《湖南省立木材積、生物量及碳系數(shù)計(jì)量監(jiān)

測(cè)系列模型》分別按照樹種（組）和模型類別進(jìn)行起草，其中單木模型按照樹種（組）進(jìn)行起草、林分

模型按照模型類別進(jìn)行起草，生長(zhǎng)率模型既含單木又含林分模型，則不分樹種和森林類型按模型類別進(jìn)

行起草。因此，DB43/T3080《湖南省立木材積、生物量及碳系數(shù)計(jì)量監(jiān)測(cè)系列模型》由11個(gè)部分構(gòu)成。

——第1部分：總則。

——第2部分：杉木立木材積與生物量模型。

——第3部分：馬尾松立木材積與生物量模型。

——第4部分：櫟類立木材積與生物量模型。

——第5部分：楊樹類立木材積與生物量模型。

——第6部分：其他軟闊立木材積與生物量模型。

——第7部分：主要樹種（組）立木含碳系數(shù)與碳儲(chǔ)量模型。

——第8部分：主要森林類型相對(duì)樹高曲線模型。

——第9部分：主要森林類型林分形高模型。

——第10部分：林木和林分生長(zhǎng)率模型。

——第11部分：地基激光雷達(dá)林木信息采集技術(shù)規(guī)程。

本文件提供了地基激光雷達(dá)采集林木信息作業(yè)的技術(shù)指引，旨在提高林木信息采集的科學(xué)性、準(zhǔn)確

性和工作效率。

III

DB43/T3080.11—2024

湖南省立木材積、生物量及碳系數(shù)計(jì)量監(jiān)測(cè)系列模型

第11部分：地基激光雷達(dá)林木信息采集技術(shù)規(guī)程

1范圍

本文件規(guī)定了利用地基激光雷達(dá)技術(shù)進(jìn)行林木信息采集的前期準(zhǔn)備、樣木選擇、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)預(yù)

處理、參數(shù)提取、數(shù)據(jù)檢驗(yàn)。

本文件適用于利用地基激光雷達(dá)進(jìn)行林木信息的采集。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

LY/T2416-2015林業(yè)數(shù)表編制數(shù)據(jù)采集技術(shù)規(guī)程

3術(shù)語(yǔ)和定義

下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。

地基三維激光掃描Terrestrialthree-dimensional(3D)laserscanning

一種采用非接觸式高速激光測(cè)量，并以點(diǎn)云的形式獲取地形及復(fù)雜物體三維表面的陣列式幾何圖

形數(shù)據(jù)方法。

[來(lái)源：CH/Z3017-2015，3.1.1，有修改]

通視度intervisibility

在觀察者視角上能夠直接看到的樹木部分占樹木整體的比例。

點(diǎn)云pointcloud

以離散、不規(guī)則方式分布在三維空間中的點(diǎn)的集合。

[來(lái)源：CH/T8023-2011，3.3]

點(diǎn)云配準(zhǔn)pointcloudregistration

把不同站點(diǎn)獲取的點(diǎn)云數(shù)據(jù)變換到同一坐標(biāo)系的過程。

[來(lái)源：CH/Z3017-2015，3.1.5]

標(biāo)靶target

用特定材質(zhì)制作的具有規(guī)則幾何形狀的標(biāo)志。

注：主要有標(biāo)靶球、標(biāo)靶紙等。該類標(biāo)志在點(diǎn)云中能很好地被識(shí)別和量測(cè)，用于點(diǎn)云數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查及點(diǎn)云配準(zhǔn)工作。

[來(lái)源：CH/Z3017-2015，3.1.6，有修改]

1

DB43/T3080.11—2024

降噪removenoise

去除點(diǎn)云中部分異常點(diǎn)的過程。

注：異常點(diǎn)由外界因素(如光線、震動(dòng)、噪聲等)以及三維激光掃描儀本身因素造成。

[來(lái)源：CH/Z3017-2015，3.1.5，有修改]

4前期準(zhǔn)備

技術(shù)準(zhǔn)備

制定技術(shù)方案，開展人員培訓(xùn)。

資料準(zhǔn)備

印制調(diào)查表格，收集和復(fù)制相關(guān)圖面資料。

儀器設(shè)備準(zhǔn)備

包括地基三維激光掃描儀、三腳架、花桿、標(biāo)靶球、標(biāo)靶紙、測(cè)樹圍尺、皮尺、測(cè)高器、筆記本電

腦等。

5樣木選擇

按照LY/T2416-2015中4.2和5.1的規(guī)定選擇樣木，并滿足地基激光雷達(dá)架站要求（見6.3）。

6數(shù)據(jù)采集

基本情況調(diào)查

調(diào)查記錄樣木的基本信息，對(duì)樣木進(jìn)行拍照或攝像，調(diào)查內(nèi)容和記錄格式應(yīng)符合附錄A規(guī)定。

標(biāo)靶布設(shè)

6.2.1在樣木胸徑處貼上標(biāo)靶紙。

6.2.2在樣木四周1m～3m布設(shè)標(biāo)靶球。

6.2.3每一掃描站的標(biāo)靶球個(gè)數(shù)應(yīng)不少于4個(gè)，相鄰兩掃描站的公共標(biāo)靶球個(gè)數(shù)應(yīng)不少于3個(gè)。

6.2.4標(biāo)靶球應(yīng)在掃描范圍內(nèi)均勻布置，且高低錯(cuò)落、互不遮擋；掃描結(jié)束前，標(biāo)靶球不應(yīng)移動(dòng)。

測(cè)站安置

6.3.1在樣木四周安置3個(gè)～5個(gè)測(cè)站（冠幅較小時(shí)設(shè)置3個(gè)，冠幅較大時(shí)設(shè)置4個(gè)～5個(gè)），站間夾

角盡量一致。

6.3.2測(cè)站位置與樣木間應(yīng)具有良好的通視度，若通視度較低，應(yīng)清除樣木周圍灌木及藤本植物。

6.3.3測(cè)站位置與樣木水平距應(yīng)為1.5倍冠幅以上、且能掃描到樹頂，并觀測(cè)到不少于4個(gè)標(biāo)靶球。

參數(shù)設(shè)置

360°掃描采集點(diǎn)數(shù)不少于2000萬(wàn)點(diǎn)（20MPts），距離誤差在2mm/10m和3.5mm/25m范圍內(nèi)。

2

DB43/T3080.11—2024

點(diǎn)云采集

儀器正對(duì)樣木開啟掃描。掃描完成后現(xiàn)場(chǎng)檢查數(shù)據(jù)是否完整，如有數(shù)據(jù)缺失應(yīng)及時(shí)補(bǔ)掃。

7數(shù)據(jù)預(yù)處理

點(diǎn)云配準(zhǔn)

選取不同測(cè)站觀測(cè)到的同一標(biāo)靶計(jì)算轉(zhuǎn)換矩陣實(shí)現(xiàn)點(diǎn)云配準(zhǔn)。配準(zhǔn)完成后，計(jì)算標(biāo)靶擬合圓特征點(diǎn)

對(duì)的誤差集合，總體均方差應(yīng)不大于3mm；并進(jìn)行目視檢驗(yàn)，點(diǎn)云不應(yīng)出現(xiàn)重影。

點(diǎn)云降噪

點(diǎn)云中存在脫離掃描目標(biāo)物的異常點(diǎn)、孤立點(diǎn)及由于物體運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的噪聲點(diǎn)時(shí)，應(yīng)采用濾波或人機(jī)

交互方法進(jìn)行降噪處理。

點(diǎn)云裁剪

對(duì)點(diǎn)云進(jìn)行交互編輯，去除冗余數(shù)據(jù)，保留樣木點(diǎn)云。

8參數(shù)提取

采用最大最小值法提取樹高，即樣木點(diǎn)云高程最大值減去最小值。

采用投影法提取冠幅。

采用最小二乘圓擬合算法、凸包算法等方法提取不同高度處樹干直徑。樹冠遮擋部分樹干直徑利

用削度方程模擬。

9數(shù)據(jù)檢驗(yàn)

利用地基激光雷達(dá)提取參數(shù)與對(duì)應(yīng)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)（如胸徑、樹高）進(jìn)行F檢驗(yàn)，F(xiàn)值計(jì)算見式（1）。

=/············································································(1)

22

式中：????????1????2

——實(shí)測(cè)參數(shù)值方差；

2——提取參數(shù)值方差。

????1

根據(jù)2F值大小，判斷地基激光雷達(dá)測(cè)量數(shù)據(jù)與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)差異顯著性。沒有顯著差異時(shí)，激光雷達(dá)所

????2

提取的林木相關(guān)參數(shù)可直接應(yīng)用；有顯著差異時(shí)，應(yīng)重新進(jìn)行點(diǎn)云配準(zhǔn)與參數(shù)提取。

3

DB43/T3080.11—2024

A

A

附錄A

（規(guī)范性）

地基激光雷達(dá)樣木信息采集調(diào)查表

表A.1規(guī)定了地基激光雷達(dá)樣木信息采集內(nèi)容。