在森林资源调查中,树木高度是评价立木质量和林木生长状况的重要指标之一,因此,如何快速便捷地获取立木高度信息就显得非常重要。而目前的立木高度测量方法仍然存在自动化程度低、耗时耗力和测量设备复杂等缺点。本文提出了基于单目视觉的立木高度测量方法。该方法在智能手机的单目视觉下,基于相机内部的成像模型,探索几何相似下的待测立木高度测量方法。本文的主要研究内容包括:(1)以手机自带的单目摄像头和内置高精度陀螺仪为采集数据的工具,利用近景摄影测量技术和机器视觉技术,基于Graph Cut算法对立木图像的最小外接轮廓进行分割定位,从而获取相机内部的参数及非线性畸变参数,帮助获取更加精确的特征点像素值。(2)建立目标立木距离测算模型,计算立木图像深度信息。研究并建立光轴方向上包含相机拍摄角度、目标物纵坐标像素值及目标物实际成像角度参数的空间几何模型,根据立体成像系统原理,计算不同方向上目标立木与相机间的距离。(3)通过相机的参数标定,建立相机内置属性参数真值表、立木高度与深度距离模型。以相机内置参数为前提,研究待测立木因子与实际图像之间的空间几何关系。研究在不同约束条件下的世界坐标系到相机坐标系、图像坐标系之间的实际尺度、像素单位的转换关系。(4)在单株立木高度测量方法的基础上,用几何相似法来构建单目视觉下多株立木的深度信息提取,以便推导出多株立木的高度测量方法。经验证,单株立木测量方法相对误差范围为-0.029～0.338m,立木高度测量的最高相对误差为4.22%,最低相对误差为0.30%。其中立木高度测量方法只有13.64%的误差在6%的以上。多株立木测量方法最高相对误差为8.33%,最低相对误差为0.29%。其中最高相对偏差为4.36%,最低的相对偏差为0.93%。本研究的创新之处:(1)利用智能手机和相机成像系统内部的几何相似关系,建立了立木高度测量模型。(2)在图像信息获取时,基于单目视觉下的几何相似法,能有效减少获得深度信息的计算量。(3)在单株立木高度测量方法的基础上,通过对立木图像的定位分割,获得多株待测立木的的深度信息和高度信息,实现单幅图像中多株立木高度的测量。