基于圆柱面投影的树干表面重建算法

发布时间：2017-08-30 09:01

  本文关键词：基于圆柱面投影的树干表面重建算法

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【摘要】：[目的]树干在林业生产与科研中具有重要的地位,树干表面重建对森林可视化与树干参数提取具有重要意义,本研究以重建树干的精确表面模型为目的。[方法]提出了一种基于圆柱面投影的树干表面重建算法,算法以连续的多个树干分段为重建单元,以重建单元的质心与直径构建圆柱面,通过将树干点云投影至圆柱面,再将圆柱面点云延伸展开得到平面点集,由平面点集Delaunay三角网的连接关系构建重建单元的不规则三角网表面,连接相邻重建单元的树干表面以获取树干整体的表面模型。[结果]在树皮粗糙程度各异的3种树干点云上的实验表明:重建的树干表面能清晰地展示外业时标注的信息,能有效地反映树干表面的褶皱凸凹特征,具有更好的可视化效果;通过从重建表面上定量提取直径的精确性评价表明:与围尺实测直径相比,从本文提出的基于圆柱面投影重建的树干表面上提取树干直径的RMSE为0.14 cm,比基于切平面投影重建方法更精确。[结论]本文提出的算法是一种简单高效的树干表面重建算法,无需计算法向量、重建的树干表面上三角形数量较少,且能有效地还原树干表面的凸凹特征,适用于树干表面的精确重建、精确可视化与树干参数提取。
【作者单位】： 中国林业科学研究院资源信息研究所;信阳师范学院计算机与信息技术学院;信阳师范学院数学与信息科学学院;
【关键词】： 树干 树木模型 Delaunay三角网 表面重建 圆柱面
【基金】：国家高技术研究发展计划(863计划)(2012AA102002) 国家自然科学基金(31470641,61572417,11501489,61331018) 河南省省院科技合作专项资金资助项目(122106000052)
【分类号】：S758;TP391.41
【正文快照】： 使用激光点云数据构建植物的三维模型是近年来的一个研究热点[1]。根据建模方法可将现有基于点云的树干建模分为3类:(1)拟合圆柱体重建[2-4],将树干点云分段拟合的圆柱体作为树干的表面模型;(2)植物学模型[1,5-7],从点云中提取直径与树高等参数,再结合植物生长规律通过逐段构，

本文编号：758353