本發(fā)明涉及測繪、計算機技術等領域，尤其涉及一種基于點云的古樹名木測繪方法和裝置。

背景技術：

古樹名木是人類歷史進程中保存下來的年代久遠，且具有重大的科研、歷史、文化等價值的樹木。一方面，古樹名木作為綠色歷史文化遺產(chǎn)，不僅是一種不可再生的自然遺產(chǎn)，更是城市悠久歷史的重要組成部分，是一個地區(qū)歷史的特殊象征，因此具有獨特的文化遺產(chǎn)價值。另一方面，古樹名木作為綠色環(huán)保的守護神，對環(huán)境的改善和保護具有重要意義。但是在寸土寸金的城市中，古樹名木的保護形勢十分嚴峻。為了保護古樹名木，2001年全國綠化委員會頒布《全國古樹名木普查建檔技術規(guī)定》：“要形成完整的古樹名木資源檔案，實行微機動態(tài)監(jiān)測管理。古樹名木檔案每五年更新。”古樹名木的測繪數(shù)據(jù)是一切保護措施的基礎，也是古樹名木檔案的主要內(nèi)容。準確詳實的空間測繪數(shù)據(jù)不僅可以為古樹名木的保護提供保障，還可以有助于有效利用城市空間，為城市規(guī)劃、城市建設等提供有力支撐。

現(xiàn)有的測繪方法為：測繪人員使用測距儀在多個測量點進行測量后，根據(jù)測量獲得的數(shù)據(jù)進行測繪圖的繪制。受現(xiàn)有的測繪方法的限制，當前的對樹木的測繪僅能夠記錄古樹名木的冠幅(樹木的南北方向?qū)挾群蜄|西方向?qū)挾鹊钠骄?、胸圍、樹高等數(shù)據(jù)，而無法記錄樹木的長勢。對樹木的長勢，現(xiàn)如今的測繪方法只能進行分級描述(一般分為“旺盛”、“一般”、“較差”、“瀕死”、“死亡”5級)。顯而易見地，現(xiàn)有的測繪方法由于依賴于人工測量與繪制，因此測繪過程效率低下，精度不高，且不能準確反映樹木枝桿體系和枝葉長勢。

激光掃描技術是利用激光測距原理，通過不斷改變激光束水平和垂直角獲取被測物體表面三維坐標的一種非接觸式主動測量技術。激光掃描技術是20世紀90年代中期激光應用研究的重大突破，改變了傳統(tǒng)的單點采集數(shù)據(jù)的作業(yè)模式，能夠快速自動連續(xù)地進行測量并生成相應的點云數(shù)據(jù)。這種測量模式為古樹名木測繪的精細化、信息化提供了機遇。

技術實現(xiàn)要素：

在現(xiàn)有技術“地面激光掃描儀測量地形的方法”(申請?zhí)?01410326884.X)中，采用了地面三維激光掃描儀實現(xiàn)對地形的測量和對大比例尺地形圖的繪制，使得外業(yè)測量效率與傳統(tǒng)方法相比提高了3至4倍，且測量結果的準確率有所提升。受該“地面激光掃描儀測量地形的方法”的啟發(fā)，本發(fā)明提出一種基于點云的古樹名木測繪方法和裝置，通過對該“地面激光掃描儀測量地形的方法”中所提供的地形測量方法作出改進，并將改進后的地形測量方法應用于對樹木進行測繪的過程中，從而能夠提高對樹木進行測繪的過程的效率，且能夠提高測繪的準確度。

本發(fā)明提供的一種基于點云的古樹名木測繪方法，具體包括：

獲得掃描設備掃描目標樹木所生成的目標樹木點云；

對所述目標樹木點云進行水平分割，獲得至少一個點云層；

提取每個所述點云層的垂直投影的外輪廓，獲得每個所述點云層的平面圖；

提取所述目標樹木點云的水平投影的外輪廓，獲得所述目標樹木點云的立面圖；

根據(jù)至少一個所述點云層的平面圖和所述目標樹木點云的立面圖，生成相應的測繪結果。

進一步地，所述目標樹木點云為樹木枝干點云。

進一步地，所述目標樹木點云為樹木枝葉點云；所述點云層的個數(shù)為一個；

則所述根據(jù)至少一個所述點云層的平面圖和所述目標樹木點云的立面圖，生成相應的測繪結果，具體包括：

計算所述點云層的垂直投影的外輪廓的東西向最大寬度及南北向最大寬度；

計算所述東西向最大寬度及所述南北向最大寬度的平均值，獲得所述目標樹木的冠幅；

根據(jù)所述目標樹木的冠幅、所述點云層的平面圖和所述目標樹木點云的立面圖，生成相應的標注有所述冠幅的所述目標樹木的平面測繪圖和立面測繪圖。

進一步地，所述根據(jù)至少一個所述點云層的平面圖和所述目標樹木點云的立面圖，生成相應的測繪結果，具體包括：

計算與所述目標樹木的胸圍測量處相對應的點云層的垂直投影的外輪廓長度，并將所述外輪廓長度設置為所述目標樹木的胸圍；

根據(jù)所述目標樹木的胸圍、至少一個所述點云層的平面圖和所述目標樹木點云的立面圖，生成相應的標注有所述胸圍的所述目標樹木的平面測繪圖和立面測繪圖。

進一步地，所述根據(jù)至少一個所述點云層的平面圖和所述目標樹木點云的立面圖，生成相應的測繪結果，具體包括：

計算所述目標樹木點云的水平投影的外輪廓的垂直最大長度，并將所述垂直最大長度設置為所述目標樹木的樹高；

根據(jù)所述目標樹木的樹高、至少一個所述點云層的平面圖和所述目標樹木點云的立面圖，生成相應的標注有所述樹高的所述目標樹木的平面測繪圖和立面測繪圖。

進一步地，所述測繪結果中包括所述目標樹木的樹木三維模型；

則所述根據(jù)至少一個所述點云層的平面圖和所述目標樹木點云的立面圖，生成相應的測繪結果，具體包括：

根據(jù)每個所述點云層的平面圖及所述目標樹木點云的立面圖，生成所述目標樹木的樹木三維模型。

進一步地，所述測繪結果中包括所述目標樹木與所述目標樹木的周圍環(huán)境的位置關系平面圖和位置關系立面圖；

則在所述根據(jù)至少一個所述點云層的平面圖和所述目標樹木點云的立面圖，生成相應的測繪結果之前，還包括：

獲得所述掃描設備掃描所述周圍環(huán)境所生成的周圍環(huán)境點云；

根據(jù)所述周圍環(huán)境點云獲得周圍環(huán)境平面圖和周圍環(huán)境立面圖；

則所述根據(jù)至少一個所述點云層的平面圖和所述目標樹木點云的立面圖，生成相應的測繪結果，具體包括：

將所述周圍環(huán)境平面圖與至少一個所述點云層的平面圖進行疊加，獲得所述目標樹木與所述周圍環(huán)境的位置關系平面圖；以及，

將所述周圍環(huán)境立面圖與所述目標樹木點云的立面圖進行疊加，獲得所述目標樹木與所述周圍環(huán)境的位置關系立面圖。

相應地，本發(fā)明還提供了一種基于點云的古樹名木測繪裝置，具體包括：

目標樹木點云獲得模塊，用于獲得掃描設備掃描目標樹木所生成的目標樹木點云；

目標樹木點云分割模塊，用于對所述目標樹木點云進行水平分割，獲得至少一個點云層；

平面圖獲得模塊，用于提取每個所述點云層的垂直投影的外輪廓，獲得每個所述點云層的平面圖；

立面圖獲得模塊，用于提取所述目標樹木點云的水平投影的外輪廓，獲得所述目標樹木點云的立面圖；以及，

測繪結果生成模塊，用于根據(jù)至少一個所述點云層的平面圖和所述目標樹木點云的立面圖，生成相應的測繪結果。

進一步地，所述目標樹木點云為樹木枝干點云。

進一步地，所述目標樹木點云為樹木枝葉點云；所述點云層的個數(shù)為一個；

則所述測繪結果生成模塊，具體包括：

投影輪廓寬度計算單元，用于計算所述點云層的垂直投影的外輪廓的東西向最大寬度及南北向最大寬度；

樹木冠幅計算單元，用于計算所述東西向最大寬度及所述南北向最大寬度的平均值，獲得所述目標樹木的冠幅；以及，

第一測繪圖生成單元，用于根據(jù)所述目標樹木的冠幅、所述點云層的平面圖和所述目標樹木點云的立面圖，生成相應的標注有所述冠幅的所述目標樹木的平面測繪圖和立面測繪圖。

進一步地，所述測繪結果生成模塊，具體包括：

樹木胸圍計算單元，用于計算與所述目標樹木的胸圍測量處相對應的點云層的垂直投影的外輪廓長度，并將所述外輪廓長度設置為所述目標樹木的胸圍；以及，

第二測繪圖生成單元，用于根據(jù)所述目標樹木的胸圍、至少一個所述點云層的平面圖和所述目標樹木點云的立面圖，生成相應的標注有所述胸圍的所述目標樹木的平面測繪圖和立面測繪圖。

進一步地，所述測繪結果生成模塊，具體包括：

樹木樹高計算單元，用于計算所述目標樹木點云的水平投影的外輪廓的垂直最大長度，并將所述垂直最大長度設置為所述目標樹木的樹高；以及，

第三測繪圖生成單元，用于根據(jù)所述目標樹木的樹高、至少一個所述點云層的平面圖和所述目標樹木點云的立面圖，生成相應的標注有所述樹高的所述目標樹木的平面測繪圖和立面測繪圖。

進一步地，所述測繪結果中包括所述目標樹木的樹木三維模型；

則所述測繪結果生成模塊，具體包括：

樹木三維模型生成單元，用于根據(jù)每個所述點云層的平面圖及所述目標樹木點云的立面圖，生成所述目標樹木的樹木三維模型。

進一步地，所述測繪結果中包括所述目標樹木與所述目標樹木的周圍環(huán)境的位置關系平面圖和位置關系立面圖；

則所述基于點云的古樹名木測繪裝置，還包括：

周圍環(huán)境點云獲得模塊，用于獲得所述掃描設備掃描所述周圍環(huán)境所生成的周圍環(huán)境點云；以及，

周圍環(huán)境圖獲得模塊，用于根據(jù)所述周圍環(huán)境點云獲得周圍環(huán)境平面圖和周圍環(huán)境立面圖；

則所述測繪結果生成模塊，具體包括：

位置關系平面圖獲得單元，用于將所述周圍環(huán)境平面圖與至少一個所述點云層的平面圖進行疊加，獲得所述目標樹木與所述周圍環(huán)境的位置關系平面圖；以及，

位置關系立面圖獲得單元，用于將所述周圍環(huán)境立面圖與所述目標樹木點云的立面圖進行疊加，獲得所述目標樹木與所述周圍環(huán)境的位置關系立面圖。

實施本發(fā)明，具有如下有益效果：

本發(fā)明提供的基于點云的古樹名木測繪方法和裝置，通過采用點云技術描述所要繪制的樹木，并對所獲得樹木點云進行分割、分析和處理，獲得相應的樹木的平面圖和立面圖，并根據(jù)所獲得的平面圖和立面圖生成相應的測繪結果，從而使得樹木數(shù)據(jù)的采集過程以及測繪結果的生成過程均由數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)自動完成，因此能夠提高對樹木進行測繪的過程的效率，且能夠提高測繪的準確度。

附圖說明

圖1是本發(fā)明提供的基于點云的古樹名木測繪方法的一個優(yōu)選的實施例的流程示意圖；

圖2是本發(fā)明提供的基于點云的古樹名木測繪方法的一個優(yōu)選的實施例中的一個原始點云的示意圖；

圖3是本發(fā)明提供的基于點云的古樹名木測繪方法的一個優(yōu)選的實施例中的一個目標樹木點云的示意圖；

圖4是本發(fā)明提供的基于點云的古樹名木測繪方法的一個優(yōu)選的實施例中的一個點云層的垂直投影及該垂直投影的外輪廓的示意圖；

圖5是本發(fā)明提供的基于點云的古樹名木測繪方法的一個優(yōu)選的實施例中的另一個點云層的垂直投影及該垂直投影的外輪廓的示意圖；

圖6是本發(fā)明提供的基于點云的古樹名木測繪方法的一個優(yōu)選的實施例中的又一個點云層的垂直投影及該垂直投影的外輪廓的示意圖；

圖7是本發(fā)明提供的基于點云的古樹名木測繪方法的一個優(yōu)選的實施例中的一個目標樹木點云的一個水平投影及該水平投影的外輪廓的示意圖；

圖8是本發(fā)明提供的基于點云的古樹名木測繪方法的另一個優(yōu)選的實施例中的一個樹木枝干點云的示意圖；

圖9是本發(fā)明提供的基于點云的古樹名木測繪方法的另一個優(yōu)選的實施例中的一個樹木枝干三維模型的示意圖；

圖10是本發(fā)明提供的基于點云的古樹名木測繪方法的又一個優(yōu)選的實施例中的一個位置關系平面圖的示意圖；

圖11是本發(fā)明提供的基于點云的古樹名木測繪裝置的一個優(yōu)選的實施例的結構示意圖。

具體實施方式

下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

本發(fā)明通過采用掃描設備對樹木(古樹名木)進行掃描，獲得該樹木的樹木點云，并對該樹木點云進行分析和處理，獲得該樹木的平面圖和立面圖，從而獲得對該樹木進行測繪的測繪結果。其中，測繪結果可以包括樹木的平面測繪圖、立面測繪圖、樹木三維模型、樹木與周圍環(huán)境的位置關系平面圖、樹木與周圍環(huán)境的位置關系立面圖中的一種或者多種。該測繪結果中還可以包括樹木的冠幅、胸圍、樹高等相關數(shù)據(jù)。由于在該測繪過程中采用了全自動的數(shù)據(jù)獲取和數(shù)據(jù)處理方法，因此能夠提高對樹木進行測繪的過程的效率，且能夠提高測繪的準確度。

如圖1所示，為本發(fā)明提供的基于點云的古樹名木測繪方法的一個優(yōu)選的實施例的流程示意圖，包括步驟S11至S15，具體如下：

S11：獲得掃描設備掃描目標樹木所生成的目標樹木點云；

S12：對所述目標樹木點云進行水平分割，獲得至少一個點云層；

S13：提取每個所述點云層的垂直投影的外輪廓，獲得每個所述點云層的平面圖；

S14：提取所述目標樹木點云的水平投影的外輪廓，獲得所述目標樹木點云的立面圖；

S15：根據(jù)至少一個所述點云層的平面圖和所述目標樹木點云的立面圖，生成相應的測繪結果。

需要說明的是，目標樹木點云是通過從掃描設備掃描目標樹木及目標樹木的周圍環(huán)境所生成的原始點云中提取獲得的。原始點云的生成過程具體如下：

1)在目標樹木周圍圍繞著該目標樹木設置若干(一般為9個)掃描測站，其中包括地面掃描測站和非地面掃描測站(如，當設置的掃描測站的個數(shù)為9個時，設置5個地面掃描測站和4個非地面掃描測站)，非地面掃描測站可以設置于目標樹木周圍的樓層、建筑等上；

2)掃描設備分別在各個掃描測站上對目標樹木及目標樹木的周圍環(huán)境進行掃描，生成相應的點云，并將所生成的點云發(fā)送給系統(tǒng)；

3)系統(tǒng)在接收到掃描設備發(fā)送的在各個掃描測站上獲得的點云之后，對這些點云進行拼接，獲得建立于站心坐標系中的原始點云；

4)系統(tǒng)在原始點云中選擇若干(一般為4個)基準點，并根據(jù)這些基準點將原始點云從站心坐標系中轉換至大地坐標系中；

5)系統(tǒng)將所獲得的建立于大地坐標系中的原始點云存入系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中。

如圖2所示，為本優(yōu)選的實施例中的一個原始點云的示意圖。

當需要對目標樹木進行測繪時，以基于圖2所示的原始點云建立相應的樹木三維模型為例，首先從該原始點云中提取獲得目標樹木點云。如圖3所示，為從圖2所示的原始點云中提取獲得的目標樹木點云的示意圖。隨后，系統(tǒng)對所獲得的目標樹木點云進行水平分割，獲得一個或者多個點云層(點云層的厚度一般為2m)，并對這些點云層進行垂直投影，提取這些垂直投影的外輪廓，從而獲得每個點云層的平面圖。如圖4至圖6所示，為圖3中的目標樹木點云中的三個點云層的垂直投影及該垂直投影的外輪廓的示意圖。另外，系統(tǒng)還對所獲得的目標樹木點云進行水平投影(一般分為南北向和東西向)，并提取該水平投影的外輪廓，從而獲得該目標樹木點云的立面圖。如圖7所示，為圖3中的目標樹木點云的一個水平投影及該水平投影的外輪廓的示意圖。最后，系統(tǒng)根據(jù)所獲得的所有點云層的平面圖和目標樹木點云的立面圖，生成相應的目標樹木的平面測繪圖和立面測繪圖?？梢岳斫獾氖?，在一些應用場景中，根據(jù)實際情況的需要，可以只生成相應的平面測繪圖，也可以只生成相應的立面測繪圖。

通過采用點云技術描述所要繪制的樹木，并對所獲得樹木點云進行分割、分析和處理，獲得相應的樹木的平面圖和立面圖，并根據(jù)所獲得的平面圖和立面圖生成相應的測繪結果，從而使得樹木數(shù)據(jù)的采集過程以及測繪結果的生成過程均由數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)自動完成，因此能夠提高對樹木進行測繪的過程的效率，且能夠提高測繪的準確度。

需要進一步說明的是，在一些應用場景中，在對各個點云層進行垂直投影之前，還需要對目標樹木點云進行抽稀處理，以使該目標樹木點云的密度降低，目標樹木的枝葉、枝干的更加清晰，從而進一步提高測繪精度。

在另一個優(yōu)選的實施例中，在上述優(yōu)選的實施例的基礎之上，所述目標樹木點云為樹木枝干點云。

需要說明的是，在本優(yōu)選的實施例中，系統(tǒng)還可以單只針對目標樹木的枝干進行測繪。具體地，系統(tǒng)從原始點云中提取獲得目標樹木點云之后，對該目標樹木點云進行過濾處理，將其中的樹葉部分的點云濾除，從而獲得樹木枝干點云。如圖8所示，為從圖3所示的目標樹木點云中提取獲得的樹木枝干點云的示意圖。隨后，依照上述優(yōu)選的實施例所提供的基于點云的古樹名木測繪方法，基于該樹木枝干點云生成相應的樹木枝干平面測繪圖和樹木枝干立面測繪圖。

在又一個優(yōu)選的實施例中，在上述優(yōu)選的實施例的基礎之上，所述目標樹木點云為樹木枝葉點云；所述點云層的個數(shù)為一個；

則所述根據(jù)至少一個所述點云層的平面圖和所述目標樹木點云的立面圖，生成相應的測繪結果，具體包括：

計算所述點云層的垂直投影的外輪廓的東西向最大寬度及南北向最大寬度；

計算所述東西向最大寬度及所述南北向最大寬度的平均值，獲得所述目標樹木的冠幅；

根據(jù)所述目標樹木的冠幅、所述點云層的平面圖和所述目標樹木點云的立面圖，生成相應的標注有所述冠幅的所述目標樹木的平面測繪圖和立面測繪圖。

進一步地，所述根據(jù)至少一個所述點云層的平面圖和所述目標樹木點云的立面圖，生成相應的測繪結果，具體包括：

計算與所述目標樹木的胸圍測量處相對應的點云層的垂直投影的外輪廓長度，并將所述外輪廓長度設置為所述目標樹木的胸圍；

根據(jù)所述目標樹木的胸圍、至少一個所述點云層的平面圖和所述目標樹木點云的立面圖，生成相應的標注有所述胸圍的所述目標樹木的平面測繪圖和立面測繪圖。

進一步地，所述根據(jù)至少一個所述點云層的平面圖和所述目標樹木點云的立面圖，生成相應的測繪結果，具體包括：

計算所述目標樹木點云的水平投影的外輪廓的垂直最大長度，并將所述垂直最大長度設置為所述目標樹木的樹高；

根據(jù)所述目標樹木的樹高、至少一個所述點云層的平面圖和所述目標樹木點云的立面圖，生成相應的標注有所述樹高的所述目標樹木的平面測繪圖和立面測繪圖。

需要說明的是，系統(tǒng)在生成與目標樹木相對應的平面測繪圖和立面測繪圖的同時，還可以同時測量該目標樹木的冠幅、胸圍、樹高等相關數(shù)據(jù)，從而將這些相關數(shù)據(jù)標注在所生成的平面測繪圖和立面測繪圖上。

具體地，系統(tǒng)將目標樹木點云中的樹木枝葉點云(即目標樹木點云中的與目標樹木的枝葉部分相對應的點云)進行垂直投影并獲得相應的垂直投影的外輪廓后，計算該外輪廓的東西向最大寬度及南北向最大寬度，并計算該東西向最大寬度與該南北向最大寬度的平均值，從而獲得該目標樹木的冠幅。若圖6所示的垂直投影及該垂直投影的外輪廓為圖3所示的目標樹木點云中的樹木枝葉點云的垂直投影及該垂直投影的外輪廓，計算獲得該垂直投影的外輪廓的東西向最大寬度為30.78m，南北向最大寬度為27.87m，則該目標樹木的冠幅為29.325m。

當點云層的厚度為1cm時，系統(tǒng)將目標樹木點云中距離水平面高度為1.3m處的點云層作為胸圍測量處的點云層，并將該點云層的垂直投影的外輪廓長度作為該目標樹木的胸圍。若圖4所示的垂直投影及該垂直投影的外輪廓為圖3所示的目標樹木點云中的距離水平面高度為1.3m處的點云層(此時點云層的厚度為1cm)的垂直投影及該垂直投影的外輪廓，計算獲得該垂直投影的外輪廓的長度為6.84m，則該目標樹木的胸圍為6.84m。需要進一步說明的是，當目標樹木為灌木、藤木等時，則將與水平面距離最近的點云層作為胸圍(地圍)測量處的點云層。

系統(tǒng)在獲得目標樹木點云的水平投影及該水平投影的外輪廓之后，即可計算該水平投影的外輪廓的垂直最大長度，從而獲得該目標樹木的樹高。如，系統(tǒng)計算圖7所示的水平投影的外輪廓的垂直最大長度為23.86m，則該目標樹木的樹高即為23.86m。

通過在對樹木進行測繪的同時，根據(jù)該樹木的樹木點云計算該樹木的冠幅、胸圍、樹高等相關數(shù)據(jù)，使得所獲得的測繪結果中的數(shù)據(jù)多樣、信息豐富且精確度高。

在又一個優(yōu)選的實施例中，在上述優(yōu)選的實施例的基礎之上，所述測繪結果中包括所述目標樹木的樹木三維模型；

則所述根據(jù)至少一個所述點云層的平面圖和所述目標樹木點云的立面圖，生成相應的測繪結果，具體包括：

根據(jù)每個所述點云層的平面圖及所述目標樹木點云的立面圖，生成所述目標樹木的樹木三維模型。

需要說明的是，系統(tǒng)還可以根據(jù)所獲得的所有點云層的平面圖和目標樹木點云的立面圖建立目標樹木的樹木三維模型。具體地，系統(tǒng)根據(jù)所獲得的所有點云層的平面圖和目標樹木點云的立面圖，利用上下相鄰的點云層的平面圖在三維空間中沿立面圖中的輪廓路線進行掃掠，從而建立獲得相應的樹木三維模型。

可以理解的是，系統(tǒng)還可以單只針對目標樹木的枝干構建相應的樹木枝干三維模型。如圖9所示，為根據(jù)從圖3所示的目標樹木點云中提取獲得的樹木枝干點云所生成的樹木枝干三維模型的示意圖。

由于是在對樹木點云進行分層處理的基礎上生成樹木三維模型，因此樹木三維模型實際上是分層生成的，因此該樹木三維模型的精細化的程度高，能夠反映樹木的枝干體系及枝葉長勢。

在又一個優(yōu)選的實施例中，在上述優(yōu)選的實施例的基礎之上，所述測繪結果中包括所述目標樹木與所述目標樹木的周圍環(huán)境的位置關系平面圖和位置關系立面圖；

則在所述根據(jù)至少一個所述點云層的平面圖和所述目標樹木點云的立面圖，生成相應的測繪結果之前，還包括：

獲得所述掃描設備掃描所述周圍環(huán)境所生成的周圍環(huán)境點云；

根據(jù)所述周圍環(huán)境點云獲得周圍環(huán)境平面圖和周圍環(huán)境立面圖；

則所述根據(jù)至少一個所述點云層的平面圖和所述目標樹木點云的立面圖，生成相應的測繪結果，具體包括：

將所述周圍環(huán)境平面圖與至少一個所述點云層的平面圖進行疊加，獲得所述目標樹木與所述周圍環(huán)境的位置關系平面圖；以及，

將所述周圍環(huán)境立面圖與所述目標樹木點云的立面圖進行疊加，獲得所述目標樹木與所述周圍環(huán)境的位置關系立面圖。

需要說明的是，系統(tǒng)還可以根據(jù)所獲得的一個或者多個點云層的平面圖和目標樹木點云的立面圖生成的描述目標樹木與周圍環(huán)境之間的位置關系的位置關系平面圖和位置關系立面圖。具體地，系統(tǒng)從原始點云中提取獲得周圍環(huán)境點云(即原始點云中的與目標樹木的周圍環(huán)境相對應的點云)，并根據(jù)該周圍環(huán)境點云繪制獲得周圍環(huán)境平面圖和周圍環(huán)境立面圖。隨后，系統(tǒng)將該周圍環(huán)境平面圖與所獲得的點云層的平面圖相疊加，從而獲得目標樹木與周圍環(huán)境之間的位置關系平面圖，并將該周圍環(huán)境立面圖與所獲得的目標樹木點云的立面圖相疊加，從而獲得目標樹木與周圍環(huán)境之間的位置關系立面圖。如圖10所示，為圖3所示的目標樹木點云中的一個點云層的平面圖與周圍環(huán)境平面圖相疊加后的位置關系平面圖的示意圖?？梢岳斫獾氖?，目標樹木點云的立面圖與周圍環(huán)境立面圖相疊加后的位置關系立面圖的效果與之類似。

本發(fā)明實施例提供的基于點云的古樹名木測繪方法，通過采用點云技術描述所要繪制的樹木，并對所獲得樹木點云進行分割、分析和處理，獲得相應的樹木的平面圖和立面圖，并根據(jù)所獲得的平面圖和立面圖生成相應的測繪結果，從而使得樹木數(shù)據(jù)的采集過程以及測繪結果的生成過程均由數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)自動完成，因此能夠提高對樹木進行測繪的過程的效率，且能夠提高測繪的準確度。另外，通過在對樹木進行測繪的同時，根據(jù)該樹木的樹木點云計算該樹木的冠幅、胸圍、樹高等相關數(shù)據(jù)，使得所獲得的測繪結果中的數(shù)據(jù)多樣、信息豐富且精確度高。在生成樹木三維模型的過程中，由于是在對樹木點云進行分層處理的基礎上生成樹木三維模型，因此樹木三維模型實際上是分層生成的，因此該樹木三維模型的精細化的程度高，能夠反映樹木的枝干體系及枝葉長勢。

相應地，本發(fā)明還提供一種基于點云的古樹名木測繪裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)上述基于點云的古樹名木測繪方法的所有流程。

如圖11所示，為本發(fā)明提供的基于點云的古樹名木測繪裝置的一個優(yōu)選的實施例的結構示意圖，具體如下：

目標樹木點云獲得模塊111，用于獲得掃描設備掃描目標樹木所生成的目標樹木點云；

目標樹木點云分割模塊112，用于對所述目標樹木點云進行水平分割，獲得至少一個點云層；

平面圖獲得模塊113，用于提取每個所述點云層的垂直投影的外輪廓，獲得每個所述點云層的平面圖；

立面圖獲得模塊114，用于提取所述目標樹木點云的水平投影的外輪廓，獲得所述目標樹木點云的立面圖；以及，

測繪結果生成模塊115，用于根據(jù)至少一個所述點云層的平面圖和所述目標樹木點云的立面圖，生成相應的測繪結果。

在另一個優(yōu)選的實施例中，在上述優(yōu)選的實施例的基礎之上，所述目標樹木點云為樹木枝干點云。

在又一個優(yōu)選的實施例中，在上述優(yōu)選的實施例的基礎之上，所述目標樹木點云為樹木枝葉點云；所述點云層的個數(shù)為一個；

則所述測繪結果生成模塊115，具體包括：

投影輪廓寬度計算單元，用于計算所述點云層的垂直投影的外輪廓的東西向最大寬度及南北向最大寬度；

樹木冠幅計算單元，用于計算所述東西向最大寬度及所述南北向最大寬度的平均值，獲得所述目標樹木的冠幅；以及，

第一測繪圖生成單元，用于根據(jù)所述目標樹木的冠幅、所述點云層的平面圖和所述目標樹木點云的立面圖，生成相應的標注有所述冠幅的所述目標樹木的平面測繪圖和立面測繪圖。

進一步地，所述測繪結果生成模塊115，具體包括：

樹木胸圍計算單元，用于計算與所述目標樹木的胸圍測量處相對應的點云層的垂直投影的外輪廓長度，并將所述外輪廓長度設置為所述目標樹木的胸圍；以及，

第二測繪圖生成單元，用于根據(jù)所述目標樹木的胸圍、至少一個所述點云層的平面圖和所述目標樹木點云的立面圖，生成相應的標注有所述胸圍的所述目標樹木的平面測繪圖和立面測繪圖。

進一步地，所述測繪結果生成模塊115，具體包括：

樹木樹高計算單元，用于計算所述目標樹木點云的水平投影的外輪廓的垂直最大長度，并將所述垂直最大長度設置為所述目標樹木的樹高；以及，

第三測繪圖生成單元，用于根據(jù)所述目標樹木的樹高、至少一個所述點云層的平面圖和所述目標樹木點云的立面圖，生成相應的標注有所述樹高的所述目標樹木的平面測繪圖和立面測繪圖。

在又一個優(yōu)選的實施例中，在上述優(yōu)選的實施例的基礎之上，所述測繪結果中包括所述目標樹木的樹木三維模型；

則所述測繪結果生成模塊115，具體包括：

樹木三維模型生成單元，用于根據(jù)每個所述點云層的平面圖及所述目標樹木點云的立面圖，生成所述目標樹木的樹木三維模型。

在又一個優(yōu)選的實施例中，在上述優(yōu)選的實施例的基礎之上，所述測繪結果中包括所述目標樹木與所述目標樹木的周圍環(huán)境的位置關系平面圖和位置關系立面圖；

則所述基于點云的古樹名木測繪裝置，還包括：

周圍環(huán)境點云獲得模塊，用于獲得所述掃描設備掃描所述周圍環(huán)境所生成的周圍環(huán)境點云；以及，

周圍環(huán)境圖獲得模塊，用于根據(jù)所述周圍環(huán)境點云獲得周圍環(huán)境平面圖和周圍環(huán)境立面圖；

則所述測繪結果生成模塊115，具體包括：

位置關系平面圖獲得單元，用于將所述周圍環(huán)境平面圖與至少一個所述點云層的平面圖進行疊加，獲得所述目標樹木與所述周圍環(huán)境的位置關系平面圖；以及，

位置關系立面圖獲得單元，用于將所述周圍環(huán)境立面圖與所述目標樹木點云的立面圖進行疊加，獲得所述目標樹木與所述周圍環(huán)境的位置關系立面圖。

本發(fā)明實施例提供的基于點云的古樹名木測繪裝置，通過采用點云技術描述所要繪制的樹木，并對所獲得樹木點云進行分割、分析和處理，獲得相應的樹木的平面圖和立面圖，并根據(jù)所獲得的平面圖和立面圖生成相應的測繪結果，從而使得樹木數(shù)據(jù)的采集過程以及測繪結果的生成過程均由數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)自動完成，因此能夠提高對樹木進行測繪的過程的效率，且能夠提高測繪的準確度。另外，通過在對樹木進行測繪的同時，根據(jù)該樹木的樹木點云計算該樹木的冠幅、胸圍、樹高等相關數(shù)據(jù)，使得所獲得的測繪結果中的數(shù)據(jù)多樣、信息豐富且精確度高。在生成樹木三維模型的過程中，由于是在對樹木點云進行分層處理的基礎上生成樹木三維模型，因此樹木三維模型實際上是分層生成的，因此該樹木三維模型的精細化的程度高，能夠反映樹木的枝干體系及枝葉長勢。

以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本發(fā)明的保護范圍。