AutoCAD在解析木圓盤數(shù)字照片中的應(yīng)用

2014-12-07 白星雯 國家林業(yè)局調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)院

  介紹了使用AutoCAD 測量圓盤年輪寬度的方法與步驟。采用計(jì)算比例尺的方法對AutoCAD 中的圓盤數(shù)字照片進(jìn)行縮放達(dá)到實(shí)物尺寸,再使用AutoCAD 中的測量工具進(jìn)行東西和南北兩方向上的年輪寬度測量,通過模擬圓盤對圓盤數(shù)字照片的變形誤差進(jìn)行了分析,其精度達(dá)到了生產(chǎn)要求,且此方法方便實(shí)用。

  引言

  圓盤測量是樹干解析中最基礎(chǔ)的環(huán)節(jié)之一,是內(nèi)業(yè)工作中最精細(xì)復(fù)雜的工作之一,通過樹干解析我們可以知道樹木個體的生長過程,從而從整體上估算林分的生長特征。目前科研上較多地使用遙感技術(shù)和激光技術(shù)對年輪寬度進(jìn)行測量,這些先進(jìn)的技術(shù)不僅受設(shè)備和正版軟件價格的限制,而且操作復(fù)雜,需要專門培訓(xùn),難以應(yīng)用到生產(chǎn)實(shí)踐中; 也有通過大型掃描儀對圓盤進(jìn)行精確掃描,再利用專門軟件進(jìn)行處理,通常只使用于科研中。人工實(shí)物測量也很難達(dá)到精度要求。

  AutoCAD 是一款自動計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件,用于二維繪圖、詳細(xì)繪制、設(shè)計(jì)文檔和基本三維設(shè)計(jì)的軟件。它的多文檔設(shè)計(jì)環(huán)境,讓非計(jì)算機(jī)專業(yè)人員也能很快地學(xué)會使用。

  本研究嘗試將AutoCAD 和數(shù)字照片使用于解析木圓盤測量。因?yàn)檎掌臄z的面積小,拍攝距離較近,影像變形小,測量精度高,能滿足科研和生產(chǎn)要求。由于不需要大型設(shè)備,可以隨時隨地進(jìn)行處理,操作簡單,容易推廣。

  1、方法原理

  數(shù)碼相機(jī)是通過將凸透鏡形成縮小的倒立的影像聚焦在成像元件CCD/CMOS 上,通過A/D 轉(zhuǎn)換器將每個像素上光電信號轉(zhuǎn)變成數(shù)碼信號,再經(jīng)過DSP 處理成數(shù)碼圖像存儲到存儲介質(zhì)當(dāng)中。將相機(jī)和拍攝面平行,形成的影像將和拍攝面平行,只是照片中的影像尺寸和原物比例不同,需要將照片轉(zhuǎn)換到一定比例下進(jìn)行測量,就能得到和實(shí)物比例一致的數(shù)據(jù)。在拍攝照片時放置一把直尺作為對照,在AutoCAD 中對直尺進(jìn)行測量就能算縮放比例。將照片按這一比例在AutoCAD 中打開后,利用AutoCAD 簡單的繪圖和測量功能,再應(yīng)用Excel 辦公軟件就能完成年輪寬度的測量。

  3、討論

  解析木圓盤數(shù)字化處理,可以解決人工實(shí)物測量所帶來的圓盤年輪丟失、年輪密度過大造成的數(shù)據(jù)讀取誤差較大等問題,并且數(shù)碼照片可以作為檔案保存樹木的信息,也方便隨時復(fù)查、分析。本研究與其他數(shù)字化測量方法都是通過放大圖像來提高測量精度。由于受測量工具的限制,參照物長度實(shí)際測量精度只能達(dá)到1mm。只有提高參照物的測量精度,才能提高數(shù)字化測量的精度。隨著精密影像測量技術(shù)的發(fā)展,各種精密影像測量儀的普及,測量精度可以提高到微米級,由于設(shè)備和場地的限制,只能應(yīng)用于科研。另外,與專用的掃描儀等比較,本研究所用的主要器材只是普通的數(shù)碼照相機(jī),幾乎不受時間場地條件的限制,可以滿足隨時之用。另外,本研究中使用的照片變形誤差很小,已經(jīng)達(dá)到生產(chǎn)上的要求,如要使精度達(dá)到科研的要求,需進(jìn)一步的處理研究。