本文關(guān)鍵詞：基于圓柱面投影的樹干表面重建算法

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【摘要】：[目的]樹干在林業(yè)生產(chǎn)與科研中具有重要的地位,樹干表面重建對森林可視化與樹干參數(shù)提取具有重要意義,本研究以重建樹干的精確表面模型為目的。[方法]提出了一種基于圓柱面投影的樹干表面重建算法,算法以連續(xù)的多個樹干分段為重建單元,以重建單元的質(zhì)心與直徑構(gòu)建圓柱面,通過將樹干點云投影至圓柱面,再將圓柱面點云延伸展開得到平面點集,由平面點集Delaunay三角網(wǎng)的連接關(guān)系構(gòu)建重建單元的不規(guī)則三角網(wǎng)表面,連接相鄰重建單元的樹干表面以獲取樹干整體的表面模型。[結(jié)果]在樹皮粗糙程度各異的3種樹干點云上的實驗表明:重建的樹干表面能清晰地展示外業(yè)時標注的信息,能有效地反映樹干表面的褶皺凸凹特征,具有更好的可視化效果;通過從重建表面上定量提取直徑的精確性評價表明:與圍尺實測直徑相比,從本文提出的基于圓柱面投影重建的樹干表面上提取樹干直徑的RMSE為0.14 cm,比基于切平面投影重建方法更精確。[結(jié)論]本文提出的算法是一種簡單高效的樹干表面重建算法,無需計算法向量、重建的樹干表面上三角形數(shù)量較少,且能有效地還原樹干表面的凸凹特征,適用于樹干表面的精確重建、精確可視化與樹干參數(shù)提取。
【作者單位】： 中國林業(yè)科學(xué)研究院資源信息研究所;信陽師范學(xué)院計算機與信息技術(shù)學(xué)院;信陽師范學(xué)院數(shù)學(xué)與信息科學(xué)學(xué)院;
【關(guān)鍵詞】： 樹干 樹木模型 Delaunay三角網(wǎng) 表面重建 圓柱面
【基金】：國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃(863計劃)(2012AA102002) 國家自然科學(xué)基金(31470641,61572417,11501489,61331018) 河南省省院科技合作專項資金資助項目(122106000052)
【分類號】：S758;TP391.41
【正文快照】： 使用激光點云數(shù)據(jù)構(gòu)建植物的三維模型是近年來的一個研究熱點[1]。根據(jù)建模方法可將現(xiàn)有基于點云的樹干建模分為3類:(1)擬合圓柱體重建[2-4],將樹干點云分段擬合的圓柱體作為樹干的表面模型;(2)植物學(xué)模型[1,5-7],從點云中提取直徑與樹高等參數(shù),再結(jié)合植物生長規(guī)律通過逐段構(gòu)，

本文編號：758353