基于三维点云骨架提取的单木L系统规则构造方法研究
发布时间：2021-03-28 17:39
当下虚拟现实技术浪潮助推了三维建模技术的发展与繁荣。树木作为自然景观模型的代表,成为了虚拟建模研究的重点。由于树木种类繁多且类间几何形态差异较大,导致其不能批量建模,另外,随着体验者需求的提升,对建模的时效性和真实性也提出了新要求。L系统是一种定义简洁和高度结构化的分形建模方法,该方法依据文法规则可以实现多变的建模。但是传统L系统规则构建成本过高,需要相关的数学基础和专业知识背景,不利于大型场景的快速准确建模。为了解决上述问题,本文提出了一种L系统规则的自适应提取方法:该方法利用点云数据来提取树木骨架和枝干参数信息,进而用骨架来抽取树木的无参产生式,并将参数与产生式匹配来得到树木对应的L系统规则。最终,利用所得规则进行建模,通过对比模型与实物的相似性,来验证所得规则的准确性。本文主要做了以下几方面的工作:1)首先研究了目前基于L系统建模的思路和方法,通过系统地梳理文献,凝练出近几年来L系统在植物建模领域取得的进展和尚存在的不足,同时对影响L系统规则构建的因素做了分析。2)为了对基础的海量点云数据进行高效操作,提出了一种类八叉树混合点云索引结构。简要阐述了KD树和八叉树的原理,对类八叉树...
【文章来源】：华北电力大学河北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
三维空间KD树分割利用KD树进行多维空间数据查询时，不需要依赖数据间的拓扑结构，每次
图 2-2 传统八叉树划分及结构示意图构不仅需要消耗大量空间用于存过程中的递归操作。Morton 编码一种常用的八叉树结构，这种结构的节点坐标，这种紧凑的表示方现对海量数据的操作与处理。叶子结点的有效编码，采用能将多空间关系的莫尔顿（Morton）编二进制数据的每个 bit 位交叉组合坐标是浮点类型，所以要先把浮点用 Morton 对每个八叉树叶节点内内唯一有序。利用 Morton 码对八-3 所示，显然 Morton 码能使 3D 点的空间位置关系。
-2 传统八叉树划分及结构示仅需要消耗大量空间用于中的递归操作。ton 编码常用的八叉树结构，这种点坐标，这种紧凑的表海量数据的操作与处理。结点的有效编码，采用能关系的莫尔顿（Morton制数据的每个 bit 位交叉是浮点类型，所以要先把orton 对每个八叉树叶节一有序。利用 Morton 码示，显然 Morton 码能使 间位置关系。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于区域分割的点云骨架提取算法[J]. 晁莹,耿国华,张雨禾,张靖. 计算机工程. 2017(10)
[2]基于八叉树与KD树索引的点云配准方法[J]. 王育坚,廉腾飞,吴明明,高倩. 测绘工程. 2017(08)
[3]基于三维激光扫描技术的地表变形监测方法研究[J]. 梁周雁,赵富燕,孙文潇,邵为真. 测绘与空间地理信息. 2017(06)
[4]面向数据库特征的基于LMDB与线性八叉树海量块段模型存储技术（英文）[J]. 毕林,赵辉,贾明涛. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2016(09)
[5]基于参数L系统的小叶榕树建模方法研究[J]. 高扬,黎展荣,魏为,刘峰. 计算机技术与发展. 2016(07)
[6]一种新的散乱点云数据多级空间索引[J]. 赵江洪,王继伟,王晏民,郭明. 地球信息科学学报. 2015(12)
[7]点云驱动的计算机图形学综述[J]. 伍龙华,黄惠. 计算机辅助设计与图形学学报. 2015(08)
[8]十进制线性四叉树的点云数据格网索引方法研究[J]. 李健,雷随,田智慧,马玉荣. 测绘科学. 2015(04)
[9]3D树木建模技术研究进展[J]. 谭云兰,贾金原,张晨,李光耀. 中国图象图形学报. 2013(11)
[10]虚拟小麦的器官建模与实现[J]. 李岩,李广. 甘肃农业. 2013(13)
博士论文
[1]基于摄影测量系统的标定与表面数据融合算法研究[D]. 付玮.南昌大学 2018
[2]古建筑散乱点云基准面的提取与拟合[D]. 赵江洪.武汉大学 2012
硕士论文
[1]基于点云的骨架特征提取方法研究[D]. 黄彦钊.西北农林科技大学 2018
[2]三维点云数据骨架提取问题研究[D]. 王晓洁.山东大学 2017
[3]最优质量传输理论在点云骨架提取中的应用研究[D]. 黄慷明.重庆邮电大学 2017
[4]三维点云数据精简与压缩的研究[D]. 唐林.东南大学 2017
[5]基于分形特征的虚拟植物形态建模方法研究[D]. 杨朋.山东师范大学 2015
[6]基于L系统的树木建模与仿真技术的研究[D]. 孔令麒.广西大学 2014
[7]点云模型的L1-中心骨架[D]. 伍世浩.华南理工大学 2014
[8]梨树枝干模型构建与三维实现[D]. 胡秀珍.中国科学技术大学 2011
本文编号：3105970
【文章来源】：华北电力大学河北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
三维空间KD树分割利用KD树进行多维空间数据查询时，不需要依赖数据间的拓扑结构，每次
图 2-2 传统八叉树划分及结构示意图构不仅需要消耗大量空间用于存过程中的递归操作。Morton 编码一种常用的八叉树结构，这种结构的节点坐标，这种紧凑的表示方现对海量数据的操作与处理。叶子结点的有效编码，采用能将多空间关系的莫尔顿（Morton）编二进制数据的每个 bit 位交叉组合坐标是浮点类型，所以要先把浮点用 Morton 对每个八叉树叶节点内内唯一有序。利用 Morton 码对八-3 所示，显然 Morton 码能使 3D 点的空间位置关系。
-2 传统八叉树划分及结构示仅需要消耗大量空间用于中的递归操作。ton 编码常用的八叉树结构，这种点坐标，这种紧凑的表海量数据的操作与处理。结点的有效编码，采用能关系的莫尔顿（Morton制数据的每个 bit 位交叉是浮点类型，所以要先把orton 对每个八叉树叶节一有序。利用 Morton 码示，显然 Morton 码能使 间位置关系。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于区域分割的点云骨架提取算法[J]. 晁莹,耿国华,张雨禾,张靖. 计算机工程. 2017(10)
[2]基于八叉树与KD树索引的点云配准方法[J]. 王育坚,廉腾飞,吴明明,高倩. 测绘工程. 2017(08)
[3]基于三维激光扫描技术的地表变形监测方法研究[J]. 梁周雁,赵富燕,孙文潇,邵为真. 测绘与空间地理信息. 2017(06)
[4]面向数据库特征的基于LMDB与线性八叉树海量块段模型存储技术（英文）[J]. 毕林,赵辉,贾明涛. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2016(09)
[5]基于参数L系统的小叶榕树建模方法研究[J]. 高扬,黎展荣,魏为,刘峰. 计算机技术与发展. 2016(07)
[6]一种新的散乱点云数据多级空间索引[J]. 赵江洪,王继伟,王晏民,郭明. 地球信息科学学报. 2015(12)
[7]点云驱动的计算机图形学综述[J]. 伍龙华,黄惠. 计算机辅助设计与图形学学报. 2015(08)
[8]十进制线性四叉树的点云数据格网索引方法研究[J]. 李健,雷随,田智慧,马玉荣. 测绘科学. 2015(04)
[9]3D树木建模技术研究进展[J]. 谭云兰,贾金原,张晨,李光耀. 中国图象图形学报. 2013(11)
[10]虚拟小麦的器官建模与实现[J]. 李岩,李广. 甘肃农业. 2013(13)
博士论文
[1]基于摄影测量系统的标定与表面数据融合算法研究[D]. 付玮.南昌大学 2018
[2]古建筑散乱点云基准面的提取与拟合[D]. 赵江洪.武汉大学 2012
硕士论文
[1]基于点云的骨架特征提取方法研究[D]. 黄彦钊.西北农林科技大学 2018
[2]三维点云数据骨架提取问题研究[D]. 王晓洁.山东大学 2017
[3]最优质量传输理论在点云骨架提取中的应用研究[D]. 黄慷明.重庆邮电大学 2017
[4]三维点云数据精简与压缩的研究[D]. 唐林.东南大学 2017
[5]基于分形特征的虚拟植物形态建模方法研究[D]. 杨朋.山东师范大学 2015
[6]基于L系统的树木建模与仿真技术的研究[D]. 孔令麒.广西大学 2014
[7]点云模型的L1-中心骨架[D]. 伍世浩.华南理工大学 2014
[8]梨树枝干模型构建与三维实现[D]. 胡秀珍.中国科学技术大学 2011
本文编号：3105970
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