基于射线分割的林木应力波断层成像算法

摘要

[目的] 提出一种基于射线分割的林木应力波断层成像算法,研究应力波在林木横截面上的信号分布情况,提高应力波断层成像精度,准确反映林木内部缺陷的位置、大小和腐朽程度.[方法] 选取4株原木样本(松树、乌桕)和4株活树样本(香樟、圆柏、柳树)进行应力波断层成像试验,利用FAKOPP 应力波检测仪采集样本横截面应力波数据.首先校正采集的应力波速度,绘制应力波传播射线图,对成像区域进行网格划分; 然后分割每一条应力波传播射线,基于已知射线传播速度估算待分割射线上多条线段的速度,增加应力波信号量,得到改进的应力波传播射线图; 最后根据改进的应力波传播射线图估算成像区域内网格单元的速度,结合图像处理方法,生成断层图像.为验证算法的可行性,使用 Resistograph微钻阻力仪评估活树内部健康状况.[结果] 基于射线分割的林木应力波断层成像算法能够较准确地重建4株原木样本的断层图像.使用 Resistograph微钻阻力仪对活树进行多路径钻探,与阻力曲线图相比发现,基于射线分割的林木应力波断层成像算法生成的断层成像具有较高精度.[结论] 基于射线分割的林木应力波断层成像算法可提高初始网格单元速度的准确性和相关性,能够实现林木内部缺陷的高精度成像,适用于林木无损检测.