[00138544]基于光电技术的园区树木长势检测关键技术研究与应用

本项目通过采用机器视觉、激光雷达和光谱成像等光电技术,并结合智能优化算法实现园区树木长势检测,包括树木通透度计算、生长环境监测及水肥控制、虫情监测、植被生物量计算、树木枝条修剪这五个功能模块。结合智能优化算法提出了基于对称凸包和平滑轮廓的单木通透度计算方法,快速精准的定量评估树冠的通透度,实现了单木结构特征的识别及整合。采用传感器、小型气象站、GPS定位、单片机及无线通信等技术,提出了基于AGWTracker和自动位置报告系统的土壤和环境信息的采集传输,将信息推送至APRS服务器,用户查看实时信息,并通过信息比较模块进行水肥控制。集成诱捕室、收集室、照明和摄像模块,提出了基于图像的远程虫情监测装置,实现了园区树木生长环境中的昆虫诱捕、昆虫图像采集及数据信息无线传输,通过在远程主机上查看获取到的昆虫图像;同时利用植保保护技术进行病虫害的综合治理。采用车载和机载激光雷达系统采集乔木、灌木等树木的三维点云,采用智能优化和数学形态学方法提取树木点云,通过分层计算和卷包裹算法计算树冠投影面积及体积;创新性的将演化算法应用到树木的衰弱枝、枯死枝、过密枝的裁剪,解决通风、透气、采光问题等。通过整形与修剪使树木生长健壮,提高了观赏性,减少了树木的养分和水分消耗,提高了树木管理质量。