TLS种子点编辑

功能概述

TLS种子点编辑工具可对地基单木分割结果进行查看,同时包含提取单个树木胸径、批量提取树木胸径,对种子点进行增加、删除等编辑操作、基于编辑后的种子点对点云进行分割及量测单木属性信息等功能。自v3.2版本起,支持右键快捷菜单。

TLS种子点编辑快捷键

快捷键 描述
shift + mouse left 剖面平移
向上平移剖面
向下平移剖面
向右平移剖面/剖面平移到单木属性表中下一棵树
向左平移剖面/剖面平移到单木属性表中上一棵树
Ctrl+Z 回退选择区域

用法

将要编辑的点云数据加载到窗口中,并以该窗口为激活窗口。

点击地基林业>TLS种子点编辑 ,当前激活窗口将出现TLS种子点编辑工具条。

TLS种子点编辑
TLS种子点编辑

TLS种子点编辑工具条,从左到右依次为:开始/结束编辑/打开种子点文件/保存种子点文件、拟合DBH、批量提取DBH、拟合DBH的方法(包括拟合圆、拟合圆柱和拟合椭圆)、选择、减选、取消选择、选择点云、选择种子点、添加种子点、删除选择的种子点、清除所有种子点、剖面、单木属性信息量测、单木筛选、基于种子点的单木分割、清除树ID、种子点设置、退出。

开始/结束编辑

点击编辑>开始编辑

开始编辑

选择要编辑的数据(要编辑的数据为归一化之后的数据,且每次只能编辑一个数据),点击“确定”,将弹出一个设置窗口,可设置种子点的颜色、大小、是否显示种子点ID,以及显示的点云高度,默认显示1.2-1.4m的点云。点击“确定”,TLS种子点编辑工具条的其它功能将变成可用状态。

TLS种子点编辑
TLS种子点编辑

在编辑的过程中,被选择的数据不能从窗口中移除。编辑完成后,点击结束编辑,结束此次编辑,TLS种子点编辑工具条其它功能将变灰。

打开种子点文件

功能描述:点击此按钮选择种子点文件,种子点文件格式请参考附录中的种子点文件格式,将会出现下图所示的窗口。若忽略Z值,种子点显示Z值会使用“设置->显示点云高度”设置的均值代替。选择Use Header字段可使用种子点文件对应表头字段作为属性字段名。

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保存种子点文件

功能描述:将种子点保存为CSV文件。

加载轨迹文件

功能描述:加载轨迹文件,支持LiBackpack背包系列产品输出轨迹文件格式(*.xyz)。

关闭轨迹文件

功能描述:关闭已加载的轨迹文件。

拟合DBH

功能描述:选择单个树木胸径位置的点云数据,拟合DBH。

下图左边为选中单木胸径位置点云数据的效果,右图为拟合结果,1表示ID号,0.2805为拟合得到的胸径值,单位为米。

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批量提取DBH

功能描述:选择多棵树木胸径位置的点云数据,根据用户设定的参数自动对每棵树进行聚类并拟合对应的DBH,默认选择窗口内显示的全部点云数据进行批量拟合,也可通过勾选只拟合选择区域点云。若不希望某一类别参与拟合,可隐藏该类别。

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  • 最小聚类点数(默认为“10”):用户设置的最小点簇个数,当小于该阈值时,不认为是一棵树,不进行胸径拟合。

下图左边为选中多棵树木胸径位置点云数据的效果,右图为拟合结果,1、2、3、4表示树木ID号,0.2791、0.2717、0.2820、0.3936为拟合得到的胸径值,单位为米。

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拟合DBH的方法

功能描述:可通过设置选择显示点云高度在二维窗口选择点云或者结合利用剖面窗口灵活选择点云以拟合DBH。拟合DBH的方法包括拟合圆、拟合圆柱和拟合椭圆,一般情况下,采用拟合圆的方法即可,如果树木倾斜生长,可选择拟合圆柱的方法。

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  • 拟合圆(默认):使用输入点云数据的平面坐标拟合二维圆,使用最小二乘方法。
  • 拟合圆柱:使用输入点云数据拟合三维圆柱,圆柱的直径即树木胸径。
  • 拟合椭圆:考虑树木杆径有时表现为椭圆形式,可使用点云数据的平面坐标拟合二维椭圆,使用直接最小二乘方法。树木胸径 = 2 × sqrt(椭圆长半轴 × 椭圆短半轴)。

圆形选择

功能描述:同时支持多边形选择、矩形选择和圆形选择工具。支持选择类型包括点云和种子点数据。选中数据可进行拟合DBH或删除种子点操作。同时支持在剖面窗口中选择数据。

减选

功能描述:选择工具的逆操作,选中数据集 = 选择数据集 - 选择数据集 ∩ 减选数据集。同时支持在剖面窗口中操作。

取消选择

功能描述:取消选中的数据集。



选择点云

功能描述:选择点云数据,可用于DBH拟合。

选择种子点

功能描述:选择种子点。

添加种子点

功能描述:交互式人工添加种子点,支持在编辑窗口和剖面窗口添加种子点。

删除种子点

功能描述:删除选中的种子点数据。

清除所有种子点

功能描述:清除窗口中所有的种子点。

剖面图

功能描述:打开TLS种子点编辑工具条之后,点云所在窗口将变成2D模式,点击剖面图按钮,开启剖面窗口,在点云所在窗口中绘制一个六边形区域,可实时在剖面窗口中查看选择区域的点云和种子点。

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平移剖面区域

功能描述:在主窗口中绘制剖面后,点击该工具可平移剖面位置,实时查看剖面数据。

单木属性量测

功能描述:点击此按钮,可以开启剖面窗口对单木属性进行量测,包括树高、枝下高及树木直度等属性,并可保存编辑后的单木属性信息文件。当开启单木属性编辑状态时,窗口种子点发生改变时,单木属性表信息不发生更新,如需更新,应关闭再重新打开。

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TLS种子点编辑

:点击此按钮,对所编辑的单木属性信息保存成csv格式文件。

:此工具需要在剖面窗口模式下使用,跳转到当前双击所选单木信息条目的前一单木信息,剖面窗口同时显示所跳转的单木点云,也可使用快捷键←向前跳转。

:此工具需要在剖面窗口模式下使用,跳转到当前双击所选单木信息条目的后一单木信息,剖面窗口同时显示所跳转的单木点云,也可使用→快捷键向后跳转。

:计算树木直度。需要在剖面窗口利用选择工具选择所需计算直度的点云,根据Macdonald E等提出的树木直度计算相关标准,所选点云高度需要大于6m,计算后的直度信息如果没有刷新,可选中单元格右键刷新。

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:长度量测工具,在剖面窗口可量测树高等相关信息。

:面积量测工具,在剖面窗口可量测树冠面积,树冠直径等相关信息。树冠直径的获取可以通过先量测树冠面积,再利用面积量测公式S=πr²,求出树冠直径2r。

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:高度量测工具,在剖面窗口可量测树高,枝下高等相关信息。

TLS种子点编辑

:开始编辑,开始编辑后可对添加的字段进行编辑。

:添加字段,在属性表中增加扩展字段,支持整数、实数、文本、日期、枚举等类型。

:删除字段,删除增加的扩展字段。

  • 剖面半径:对剖面窗口内六边形半径进行调节。

注意:进行单木属性量测之前,需要保证窗口内包含种子点。另外对表格相关数据没有刷新现象,可以采用选中单元格右键或者利用F5快捷键刷新相关表格数据。

DBH检查



功能描述:DBH检查工具用于检查DBH是否存在交叉或重叠情况。用户可通过双击或右键查看检查出的DBH,通过右键或选中删除错误的DBH。

该功能开启后如下图:

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单木筛选

功能描述:单木筛选工具用于对DBH拟合结果或单木分割结果进行检查与编辑。根据筛选范围可对DBH拟合结果进行显示、隐藏、删除与提取操作,对单木分割后的点云进行高亮显示操作。筛选操作包括:按置信度筛选、按树ID范围筛选、树木DBH筛选以及按树高范围筛选等操作。其中,按置信度筛选只试用于批量拟合DBH后;按树高筛选只适用于单木分割操作后。

如下图:点云数据进行单木分割后,按树ID筛选点云,设置最小值和最大值分别为1和10,位于该范围内的点云将高亮显示。

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基于种子点单木分割

功能描述:基于种子点对点云进行分割。请参考基于种子点单木分割,分割之后会更新重新计算的树木高度。

清除树ID

功能描述:如果点云已经被分割过,再次分割之前,需要先清除树ID。请参考清除树ID

设置

功能描述:包括种子点与胸径显示设置以及点云显示高度与拟合胸径范围等设置。

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TLS种子点编辑
  • 显示点云高度:设置窗口中显示的点云高度范围,这些点可用于DBH拟合。
    • 最小高度(米)(默认为“1.2”):窗口中显示的点云最小高度,默认为1.2米。
    • 最大高度(米)(默认为“1.4”):窗口中显示的点云最大高度,默认为1.4米。
    • Lidar360 Up:按设定值增加显示高度,即最小高度减去该值,最大高度加上该值。
    • Lidar360 Down:按设定值减少显示高度,即最小高度加上该值,最大高度减去该值。
  • DBH设置
    • 最小DBH(米)(默认为“0.05”):最小DBH阈值,若小于该值则认为是错误的。
    • 最大DBH(米)(默认为“1.00”):最大DBH阈值,若大于该值则认为是错误的。
    • 最大树木倾角(度)(默认为“30”):最大树木倾角阈值,即树木与地面间夹角。若夹角小于该值认为不是树木。该参数用于圆柱拟合。
  • 种子点设置:设置种子点的颜色、透明度、是否显示种子点ID、种子点大小、字体大小。
    • 颜色(默认为“红色”):点击,将弹出如下所示选择颜色的界面,可选择任意颜色为种子点的颜色。
  • Alpha(默认为“0.5”):种子点的透明度,取值范围为0~1, 0表示完全透明,1表示不透明。默认值为0.5,点击,该值将以0.1为步长递增或递减,也可以直接输入特定的值。
  • 显示标签:设置是否在窗口中显示种子点ID。
  • 标签大小(默认为“1”):显示种子点ID的标签大小,取值范围为[0, 100)。点击 ,该值将以1为步长递增或递减,也可以直接输入特定的值。
  • 显示种子点:设置是否在窗口中显示种子点或拟合的胸径。
  • 大小(默认为“0.2”):种子点大小,取值范围为[0, 100)。点击,该值将以0.1为步长递增或递减,也可以直接输入特定的值。
  • 置信度:批量拟合胸径时,会对拟合的DBH结果进行置信度估计,根据设置的颜色显示对应拟合的DBH。
    • 低置信度:用户可设置置信度颜色。低置信度认为参与拟合的点云是树干的可靠度不高,需要用户重点检查该拟合的是否是树木。
    • 中置信度:用户可设置置信度颜色。中置信度认为胸径拟合的可靠度不高,或受树木分叉影响。用户可查看检查。
    • 高置信度:用户可设置置信度颜色。高置信度认为拟合的胸径可靠度很高,用户可最后检查。注意:用户进行单个DBH拟合时,会将拟合结果认为是高置信度结果。

      注意:对于批量拟合胸径方法而言,若显示范围大于等于0.4米,则会使用更加严格的方法进行置信度估计等。一般用于杆径较长的树木效果较好。

退出

功能描述:退出TLS种子点编辑,点击退出按钮,会弹出下图所示的提示窗口,点击Yes,将关闭TLS种子点编辑工具条。点击No,返回编辑窗口。

TLS种子点编辑

注意:如果点云已经被分割过,再次分割前需要先清除树ID,否则,软件会弹出“All files have been segmented, please clear treeID first!”的提示信息。

    @inproceedings{
        author={ Macdonald E, Mochan S},
        title={Protocol for stem straightness assessment in Sitka spruce},
        booktitle={Journal of Bacteriology,176(17):5578-82},
        year={2000}
    }

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