[1]沈亚峰,王歆晖,巩宇涵,等.基于智能手机图像分析的树木胸径测量研究[J].江苏林业科技,2017,44(01):28-33.[doi:10.3969/j.issn.1001-7380.2017.01.006]
　SHEN Ya-feng,WANG Xin-hui,GONG Yu-han,et al.Study on measurement of tree diameter size based on smartphone image analysis[J].Journal of Jiangsu Forestry Science &Technology,2017,44(01):28-33.[doi:10.3969/j.issn.1001-7380.2017.01.006]
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基于智能手机图像分析的树木胸径测量研究()
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《江苏林业科技》[ISSN:1001-7380/CN:32-1236/S]

卷:
第44卷
期数:
2017年01期
页码:
28-33
栏目:
试验研究
出版日期:
2017-03-05

文章信息/Info

Title:
Study on measurement of tree diameter size based on smartphone image analysis
文章编号:
1001-7380（2017）01-0028-06
作者:
沈亚峰; 王歆晖;  巩宇涵;  颜婉倩;  石玉立*
南京信息工程大学，江苏 南京 210044
Author(s):
SHEN Ya-feng; WANG Xin-hui; GONG Yu-han; YAN Wan-qian; SHI Yu-li*
Nanjing University of Information Science & Technology, Nanjing 210044，China
关键词:
胸径测量; 图像处理; 近景摄影测量; 边缘检测;  智能手机
Keywords:
Diameter at breast height measurement;  Image processing;  Close shot photogrammetry;  Edge detection;  Smartphone
分类号:
S758.7
DOI:
10.3969/j.issn.1001-7380.2017.01.006
文献标志码:
A
摘要:
树木信息的采集是森林资源调查的基础，通过安卓智能手机图像处理的研究，为单株树木胸径信息的采集提供简单、高效的测量方式，在野外环境复杂或者没有仪器的时候，也可以进行较为准确的树木胸径估测。利用安卓智能手机上的图像处理技术，结合近景摄影测量原理，该文提出了2种测定单株树木胸径的方法：第1种是基于近景摄影测量技术的测量方法。此方法通过手机摄像头摄像时传感器获取的手机倾斜角度和变化测量位置后测得的高度差，利用三角函数计算得到立木胸径；第2种是基于图像立木边缘提取的测量方法。此法利用边缘检测算子得到树木的轮廓，再根据比例因子，结合用户输入的参数和应用程序获取的手机相关参数计算立木胸径。最后开发了相应的智能手机App（Application,应用软件）。结果显示，基于近景摄影测量技术的测量方法,其绝对误差的绝对值在8 cm以内，平均相对误差为6%；基于图像立木边缘提取的测量方法，其绝对误差绝对值在5 cm以内，软件测量胸径与卷尺间接测量的直径值之间平均误差为11.08% 。这说明，2种方法软件测量结果精度较高，适合野外操作；相比较而言，第2种方法测量结果更加稳定，更加具有实用性。
Abstract:
The information collection of trees is the basis of investigation of forest resources. Due to the limitations of the auxiliary instrument in actual measurements, the traditional measuring method cannot be widely used. To provide simple and efficient way of measuring diameter at breast height(DHB), the research of the android smartphone’s image processing is focused on.Based on the image processing technology on the android smartphone and close shot photogrammetry theory, two measuring methods of single tree’s DHB are put forward: the first is a method through the tilt angle receiving by camera sensors in smartphone and the difference in height after changing in location when measuring, by which trigonometric function is used. The second is a method by image edge detection, that is, operators of edge detection are used to get the outline of the trees, then according to the scale factor, the user’ input parameters and mobile phone parameters related, App(application) can then calculate DBH. Results show the first method’s absolute error is in 8 cm and the average relative error is 6%. The second method’s absolute error is in 5 cm, while average error between values measured by software and by tape is 11.08%. It is concluded that the two methods of software measurement are suitable for field operation. Compared with the first method, the second method’s results are more stable and practical.

参考文献/References:

[1]杨 华. 近景摄影测量技术在立木材积测定中的应用研究[D]. 北京：北京林业大学,2005.
[2]曹孟磊. 普通数码相机获取测树信息研究[D]. 北京：北京林业大学,2013.
[3]JUUJARVI J, HEIKKONEN J, BRANDT S, et al. Digital-image-based tree measurement for forest inventory[C]//Proceedlngs of SPIE. The International Society for Optics and Photonics, 1998: 114-123.
[4]程朋乐,刘晋浩,王 典. 融合激光和机器视觉的立木胸径检测方法[J]. 农业机械学报,2013,44(11):271-275.
[5]夏 旸,管海兵,宦 飞. 基于颜色与线段的图像轮廓提取算法[J]. 信息安全与通信保密,2012(5):58-60,65.
[6]刘 娜,童小念. 数字图像边缘检测的Java实现[J]. 电脑知识与技术:学术交流,2007(4):235-236.

备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期：2016-09-21;修回日期：2016-10-09
基金项目：国家自然科学基金项目“异速增长和资源限制模型结合多源遥感数据估算森林地上生物量研究”（41471312）；大学生创新项目“基于手机图像分析的胸径和高度测量研究”（201510300187）
作者简介：沈亚峰（1995- ），男，江苏苏州人，本科生，就读于南京信息工程大学。E-mail：18262606322@163.com。
*通信作者：石玉立（1973- ），男，河南卫辉人，副教授,博士。主要从事森林生物量估算以及降水降尺度的研究。E-mail：ylshi.nuist@gmail.com。
更新日期/Last Update: 2017-03-03