本文關鍵詞：基于切平面投影的樹干三維表面重建算法

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【摘要】：【目的】將使用三維激光掃描儀獲取的樹木點云構建樹木三維模型與提取樹木參數(shù)相結合,構建適用于樹干參數(shù)提取的樹干三維表面模型�！痉椒ā坎捎萌S表面重建技術,根據(jù)樹干點云特征改進基于切平面投影的表面重建算法,并將其應用于重建樹干的不規(guī)則三角網(wǎng)表面模型中。改進內容如下:1)使用半徑閾值作為鄰域點的選取準則以減少點云分布散亂對鄰域點集選擇的影響;2)根據(jù)點之間距離越近、影響越大的思想,使用距離加權方式計算特定點處切平面的法向量,且當鄰域點集投影至切平面上產(chǎn)生重復投影點時,刪除距離較遠的鄰域點;3)根據(jù)點集在平行平面間投影的幾何拓撲不變性簡化投影切平面的構建;4)以點集旋轉方式簡化三維平面點集到二維平面點集的轉換。本研究提出的改進算法將當前點及其鄰域點集投影至切平面上得到一個平面點集,將平面點集上構建的Delaunay三角網(wǎng)的連接關系映射到樹干點云中以構建當前點與其鄰域點的三維表面模型,逐個對樹干點云中的點投影重建以實現(xiàn)樹干點云整體的三維表面重建�！窘Y果】對楊樹樹干的重建試驗表明,改進算法能更好地構建樹干的表面模型;對粗糙程度不同的多個樹種的試驗表明,重建的樹干表面能清晰地顯示外業(yè)掃描時標注的色彩信息,局部的表面三角形面片能清晰地反映樹干表面凸凹不平的特征及樹干表面在三角面片處的朝向信息;從重建表面上提取直徑的試驗表明,與圍尺實測直徑相比,從重建表面上提取直徑的RMSE為0.18 cm,驗證了重建樹干表面的精確性�！窘Y論】本研究從參數(shù)提取角度,采用表面重建方法,改進了基于切平面投影重建算法以重建樹干的三維不規(guī)則三角網(wǎng)表面,重建的樹干表面具有較好的視覺效果,能真實反映樹干表面的特征。本研究提出的改進算法適用于構建逼真的樹干三維可視化表面模型,構建的精確樹干表面模型可為后續(xù)的樹干參數(shù)提取提供基礎數(shù)據(jù)。
【作者單位】： 信陽師范學院計算機與信息技術學院;中國林業(yè)科學研究院資源信息研究所;信陽師范學院數(shù)學與信息科學學院;
【關鍵詞】： 樹干 點云 表面重建 切平面 法向量
【基金】：國家高技術研究發(fā)展計劃(863計劃)(2012AA102002) 國家“十二五”科技支撐計劃(2012BAD22B02) 國家自然科學基金項目(31470641;61331018;61572417;11501489) 河南省省院科技合作專項資金資助項目(122106000052)
【分類號】：TP391.41
【正文快照】： 隨著計算機圖形學、虛擬現(xiàn)實以及三維激光掃描技術的發(fā)展,將三維激光掃描儀應用于林業(yè)相關領域是當前的研究熱點。其研究內容大致分為2類:1)樹木的形態(tài)模擬與重建;2)樹木的參數(shù)提取。Pfeifer等(2004a)使用分段擬合圓柱體的方式構建了樹干模型;Pfeifer等(2004b)使用B-樣條曲線

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2 宋e，

本文編號：648631