AutoCAD在解析木圓盤數字照片中的應用

2014-12-07 白星雯 國家林業局調查規劃設計院

  介紹了使用AutoCAD 測量圓盤年輪寬度的方法與步驟。采用計算比例尺的方法對AutoCAD 中的圓盤數字照片進行縮放達到實物尺寸,再使用AutoCAD 中的測量工具進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字照片的變形誤差進行了分析,其精度達到了生產要求,且此方法方便實用。

  引言

  圓盤測量是樹干解析中最基礎的環節之一,是內業工作中最精細復雜的工作之一,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和激光技術對年輪寬度進行測量,這些先進的技術不僅受設備和正版軟件價格的限制,而且操作復雜,需要專門培訓,難以應用到生產實踐中; 也有通過大型掃描儀對圓盤進行精確掃描,再利用專門軟件進行處理,通常只使用于科研中。人工實物測量也很難達到精度要求。

  AutoCAD 是一款自動計算機輔助設計軟件,用于二維繪圖、詳細繪制、設計文檔和基本三維設計的軟件。它的多文檔設計環境,讓非計算機專業人員也能很快地學會使用。

  本研究嘗試將AutoCAD 和數字照片使用于解析木圓盤測量。因為照片所拍攝的面積小,拍攝距離較近,影像變形小,測量精度高,能滿足科研和生產要求。由于不需要大型設備,可以隨時隨地進行處理,操作簡單,容易推廣。

  1、方法原理

  數碼相機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 轉換器將每個像素上光電信號轉變成數碼信號,再經過DSP 處理成數碼圖像存儲到存儲介質當中。將相機和拍攝面平行,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,需要將照片轉換到一定比例下進行測量,就能得到和實物比例一致的數據。在拍攝照片時放置一把直尺作為對照,在AutoCAD 中對直尺進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

  解析木圓盤數字化處理,可以解決人工實物測量所帶來的圓盤年輪丟失、年輪密度過大造成的數據讀取誤差較大等問題,并且數碼照片可以作為檔案保存樹木的信息,也方便隨時復查、分析。本研究與其他數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,參照物長度實際測量精度只能達到1mm。只有提高參照物的測量精度,才能提高數字化測量的精度。隨著精密影像測量技術的發展,各種精密影像測量儀的普及,測量精度可以提高到微米級,由于設備和場地的限制,只能應用于科研。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碼照相機,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,已經達到生產上的要求,如要使精度達到科研的要求,需進一步的處理研究。