Confidence-guided roadside individual tree extraction for ecological benefit estimation
ABSTRACT
路边树木是城市生态系统的重要组成部分,基于通过移动激光扫描(MLS)获得的点云提取它们的位置对城市生态至关重要,但由于严重的遮挡、树木桩系统造成的干扰以及街道上的家具和树冠之间的重叠,仍然具有挑战性。为了克服这些局限性,本研究提出了一种置信度引导的路边树提取方法。首先,从路边物体中提取杆状物体,并且估计它们可以被假定为树干的置信度,以指导分割的顺序。其次,通过结合基于置信度的引导和异速生长的约束,使用优化的最小割算法提取树。第三,在单个树木的水平上估计形态参数和活植被体积(LVV)。最后,在四个具有不同点密度、树种、种植密度和遮挡的数据集上验证了该方法。实验结果表明,该方法稳健有效,准确率为88.5%,召回率为92%,是基于城市街道LVV的生态评价的有效工具。
1. Introduction
近年来,“生态城市”已成为城市建设的未来方向(Joss等人,2013年)。城市中的植被具有维持碳氧平衡、净化环境和调节气候的重要生态功能(Corada等人,2020;刘等,2019;赵等,2018)。行道树是城市绿色空间的主要居住者,非常重要。在过去的工作中(埃克特,2012年),卫星图像已被应用于森林调查,但由于缺乏垂直信息,三维森林结构的准确性有限。近年来,许多研究通过将图像与机载激光扫描(ALS)获得的点云相结合来探索垂直森林结构(Dash et al,2016;姚和魏,2013)。ALS广泛用于森林管理(戴等人,2018年)和城市行道树制图(Tanhuanp a a等人,2014年;吴等,2018)。然而&#
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