申请/专利权人：吉林省林业科学研究院(吉林省林业生物防治中心站)

申请日：2024-03-26

公开（公告）日：2024-06-18

公开（公告）号：CN117952766B

主分类号：G06Q50/02

分类号：G06Q50/02;G06F21/31;G06F21/60;G06F21/62;G06T17/00;G06T7/136;G06V10/44;G06V10/80

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.18#授权;2024.05.17#实质审查的生效;2024.04.30#公开

摘要：本发明公开了一种用于林木数据的定向监管方法，包括以下步骤：S10：通过无人机和三维激光扫描仪分别获取高空林木点云数据和地面林木点云数据；S20：对地面林木点云数据中的地面数据进行地面数据清洗；S30：对清洗后的地面林木点云数据和高空林木点云数据进行融合并提取林木轮廓信息；S40：对林木轮廓信息转换为具有原始语义和特征的简单数据，构建林木数据的数据库将转换后的数据进行输入；S50：在部门间建立联盟链，对林木数据的数据库进行加密和共享。本申请通过分别获取高空林木点云数据和地面林木点云数据并进行处理、清洗、融合、提取、加密和共享，公开了一种用于林木数据的定向监管方法，属于林木数据监控技术领域。

主权项：1.一种用于林木数据的定向监管方法，其特征在于，包括以下步骤：S10：通过无人机和三维激光扫描仪分别获取高空林木点云数据和地面林木点云数据；S20：对地面林木点云数据中的地面数据进行地面数据清洗；S30：对清洗后的地面林木点云数据和高空林木点云数据进行融合并提取林木轮廓信息；S40：对林木轮廓信息转换为具有原始语义和特征的简单数据，构建林木数据的数据库将转换后的数据进行输入；S50：在部门间建立联盟链，对林木数据的数据库进行加密和共享；所述S10包括采用无人机获取林木的三维影像信息和设置三维激光扫描仪扫描获取林木结构和数字地面模型，将所述三维影像信息导入PIE-UAV软件中构建三维林木场景，提取高空林木点云数据；将林木结构和数字地面模型导入PIE-UAV软件中构建三维林木场景，提取地面林木点云数据；所述S20包括以下步骤：S2001：对地面林木点云数据的每个元素点进行遍历并计算其在Z轴的坐标值；S2002：计算地面林木点云数据的元素点在Z轴的最大坐标值和最小坐标值；S2003：设定地面分割阈值，将坐标值在最小坐标值和地面分割阈值区间的元素点作为底部点云进行提取分割，所述区间包括最小坐标值和地面分割阈值；S2004：对提取分割后的底部点云构建三维体素网格，体素的重心表示为该体素内的所有的底部点云；S2005：构建预设平面和平面距离阈值，计算所述体素的重心到预设平面的距离并将距离小于平面距离阈值的重心进行剔除，得到清洗地面数据后的地面林木点云数据；在执行所述S2001过程中，还包括所述对地面林木点云数据的每个元素点进行遍历时元素点为NaN点时，对该元素点进行剔除；NaN为NotaNumber，非数，是计算机科学中数值数据类型的一类值，表示未定义或不可表示的值；所述S2002包括通过索引在地面林木点云数据中步进2个元素，将较大坐标值的元素点和较小坐标值的元素点分别与上一次步进时的较大坐标值的元素点和较小坐标值的元素点进行比对，实时更新最大坐标值和最小坐标值直至索引对地面林木点云数据全部步进完后，输出元素点在Z轴的最大坐标值和最小坐标值；索引的第一次步进时，将较大的元素点坐标值作为最大坐标值，较小的元素点坐标值作为Z轴的最小坐标值；索引第一次以后的步进时，将较大的元素点坐标值与最大坐标值进行比对，较小的元素点坐标值与最小坐标值进行比对；当较大的元素点坐标值大于最大坐标值时替换最大坐标值，当较小的元素点坐标值小于最小坐标值时替换最小坐标值；所述S30的提取林木轮廓信息包括采用二维AlphaShape算法将融合后的林木数据投影到平面上，通过圆环滚动获得林木的边界离散线段，将首尾相接的线段连接成封闭的多边形输出林木轮廓信息；所述S40包括采用Sequence-to-Sequence模型处理林木轮廓信息的上下文关系，将其转换为具有原始语义和特征的简单数据，构建林木数据的数据库将转换后的数据进行输入；所述S50包括通过联盟链搜索林木数据的数据库并获取加密的林木数据，将其发送至云服务器上，生成安全索引和文件的密钥，根据林木数据提取关键字进行共享，每个关键字的密钥计算公式如下： 式中，EncryptF，w为在林木数据F中提取的关键字w的密钥，K0和Kd为关键字w的密钥参数，d为关键字总数量；所述安全索引的表达公式如下：IndesF＝{EncryptF，w1…,EncryptF，wd}式中，IndesF为安全索引；部门间还基于联盟链添加用户授权功能，公式如下： 式中，为林木数据F授权给用户U的变化量，为授权用户数量的逆操作，为授权用户数量，e为用户文件私钥。

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