基于三維激光掃描技術的樹木碳儲量估算*

王 磊，徐 工，燕立爽，馬 林

(1.濟南市勘察測繪研究院，山東 濟南 250101;2.山東理工大學 建筑工程學院，山東 淄博 255000;3.濟南市土地儲備中心，山東 濟南 250099)

生態林業是我國林業發展的方向，是國家可持續發展戰略以及全球環境發展的要求[1-3]。森林生物量是森林生態系統的最基本數量特征。1994年，聯合國糧農組織在“國際森林資源監測大綱”中就明確規定：森林生物量是森林資源監測中的一項重要內容[3]，碳儲量是森林生物量中最主要的一部分，其高效測算是目前生態林業發展中一項重要工作。目前碳儲量估算方法多是采用遙感監測的方式，估算精度低，尤其是樹冠下部分。三維激光掃描技術近年來迅速成長，具有無接觸測量、數據成果豐富、精度高等優勢[4-7]，為林業向科學管理的方向發展提供了有力的技術支撐，它能夠簡潔而又準確地對樹木表面的三維信息進行獲取，且不受林地多方面條件的制約。本文將研究三維激光掃描技術在生態林業中的應用，利用海量點云數據估算樹木碳儲量，以期提高碳儲量估算精度。

1 三維激光掃描技術簡述

1.1 三維激光掃描技術工作原理

三維激光掃描儀突破了傳統的單點測量方法，具有效率高、精度高的優勢，是無合作目標激光測距與角度測量結合的自動化快速測量系統，在復雜空間對被測物體進行快速掃描測量，直接獲得激光點云數據、顏色、反射強度等信息，并進行自動存儲計算[8]。

三維激光掃描儀采用系統局部坐標系，激光束發射點為坐標原點，X、Y軸位于激光橫向掃描方向，Z軸位于激光縱向掃描方向[8]，如圖1所示。……