AutoCAD在解析木圓盤(pán)數(shù)字照片中的應(yīng)用

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

  介紹了使用AutoCAD 測(cè)量圓盤(pán)年輪寬度的方法與步驟。采用計(jì)算比例尺的方法對(duì)AutoCAD 中的圓盤(pán)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(cè)量工具進(jìn)行東西和南北兩方向上的年輪寬度測(cè)量,通過(guò)模擬圓盤(pán)對(duì)圓盤(pán)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(pán)測(cè)量是樹(shù)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(guò)樹(shù)干解析我們可以知道樹(shù)木個(gè)體的生長(zhǎng)過(guò)程,從而從整體上估算林分的生長(zhǎng)特征。目前科研上較多地使用遙感技術(shù)和激光技術(shù)對(duì)年輪寬度進(jìn)行測(cè)量,這些先進(jìn)的技術(shù)不僅受設(shè)備和正版軟件價(jià)格的限制,而且操作復(fù)雜,需要專(zhuān)門(mén)培訓(xùn),難以應(yīng)用到生產(chǎn)實(shí)踐中; 也有通過(guò)大型掃描儀對(duì)圓盤(pán)進(jìn)行精確掃描,再利用專(zhuān)門(mén)軟件進(jìn)行處理,通常只使用于科研中。人工實(shí)物測(cè)量也很難達(dá)到精度要求。

  AutoCAD 是一款自動(dòng)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(zhuān)業(yè)人員也能很快地學(xué)會(huì)使用。

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

  1、方法原理

  數(shù)碼相機(jī)是通過(guò)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(guò)A/D 轉(zhuǎn)換器將每個(gè)像素上光電信號(hào)轉(zhuǎn)變成數(shù)碼信號(hào),再經(jīng)過(guò)DSP 處理成數(shù)碼圖像存儲(chǔ)到存儲(chǔ)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(cè)量,就能得到和實(shí)物比例一致的數(shù)據(jù)。在拍攝照片時(shí)放置一把直尺作為對(duì)照,在A(yíng)utoCAD 中對(duì)直尺進(jìn)行測(cè)量就能算縮放比例。將照片按這一比例在A(yíng)utoCAD 中打開(kāi)后,利用AutoCAD 簡(jiǎn)單的繪圖和測(cè)量功能,再應(yīng)用Excel 辦公軟件就能完成年輪寬度的測(cè)量。

  3、討論

  解析木圓盤(pán)數(shù)字化處理,可以解決人工實(shí)物測(cè)量所帶來(lái)的圓盤(pán)年輪丟失、年輪密度過(guò)大造成的數(shù)據(jù)讀取誤差較大等問(wèn)題,并且數(shù)碼照片可以作為檔案保存樹(shù)木的信息,也方便隨時(shí)復(fù)查、分析。本研究與其他數(shù)字化測(cè)量方法都是通過(guò)放大圖像來(lái)提高測(cè)量精度。由于受測(cè)量工具的限制,參照物長(zhǎng)度實(shí)際測(cè)量精度只能達(dá)到1mm。只有提高參照物的測(cè)量精度,才能提高數(shù)字化測(cè)量的精度。隨著精密影像測(cè)量技術(shù)的發(fā)展,各種精密影像測(cè)量?jī)x的普及,測(cè)量精度可以提高到微米級(jí),由于設(shè)備和場(chǎng)地的限制,只能應(yīng)用于科研。另外,與專(zhuān)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(shí)間場(chǎng)地條件的限制,可以滿(mǎn)足隨時(shí)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。