中国农业大学现代精细农业系统集成研究教育部重点实验室中国农业大学农业农村部农业信息获取技术重点实验室

摘要：为使用车载三维激光雷达可以快速获取作物的株高、叶面积指数(LAI)等作物形态参数。以玉米作为研究对象,使用车载三维激光雷达点云数据,提出了一种基于玉米分层点云数量或分层点云数量与地面点云数量比值计算LAI的方法。使用车载平台获取京农科728和农大84玉米的三维点云数据;对点云数据进行预处理,获得已测量LAI真值区域的点云数据;进行玉米植株点云与地面点云分割,根据地面起伏程度,基于随机一致性平面分割算法,将距离阈值设置为0.06m;依据玉米垂直结构分布,将玉米植株划分为上、中、下3层,计算每层点云数量并分别标记为H、M和L;同时,将上、中、下每层的点云数量与地面点云数量的比值标记为H_r、M_r和L_r;分别建立H、M、L和H_r、M_r、L_r与LAI真值的线性回归模型。实验结果表明:采用H_r、M_r变量建立的LAI二元线性回归测量模型较优,京农科728玉米训练集R~2为0.931,验证集R~2为0.949;农大84玉米训练集R~2为0.979,验证集R~2为0.984,本文方法可为LAI田间快速测量提供解决方案。