基于多源光學數(shù)據(jù)的單株闊葉樹三維建模技術研究.pdf

1、植被的三維建模問題是當前資源與環(huán)境領域研究的熱點問題之一，三維激光掃描技術的出現(xiàn)和發(fā)展為植被三維模型的建立提供了嶄新的數(shù)據(jù)獲取方式，本文以單株玉蘭樹為研究對象，在獲取玉蘭樹三維激光點云數(shù)據(jù)與高光譜數(shù)據(jù)的基礎上，研究了利用多源光學數(shù)據(jù)對其進行三維模型重建的方法與途徑。論文的主要研究工作有：
　　(1)建立了針對單株玉蘭樹較為完整的模型重構流程。本文首先在三維激光掃描技術與高光譜成像技術的相關原理之上，介紹了多源數(shù)據(jù)的采集方法與儀器的

2、使用操作，然后對所獲取的玉蘭樹三維點云數(shù)據(jù)進行了組織索引、濾波去噪、枝葉分割、多站配準等預處理操作，并針對玉蘭樹主干與分枝點云密度的分布差異，對玉蘭樹的主干與分枝采用了不同的方法分別建模，在葉片的建模過程中引入高光譜信息，建立了具有幾何與光譜信息的多源葉片模型，最終構建出能夠反映玉蘭樹真實幾何結構參數(shù)與葉片光譜特征的三維模型。
　　(2)針對玉蘭樹主干點云密度較大的情況，本文首先利用凸包算法對主干點云等距分層提取凸包折線，然后構建

3、相鄰層間三角網(wǎng)格，最后合并相鄰層間三角網(wǎng)格構建出玉蘭樹主干三維模型。該方法能夠有效地壓縮點云數(shù)量，提高點云數(shù)據(jù)的處理效率，所構建的玉蘭樹主干模型能夠較好地反映出主干表面幾何細節(jié)特征，但模型周長參數(shù)較實測數(shù)據(jù)偏大，本文對此進行了誤差分析，并給出提高精度的意見。
　　(3)針對玉蘭樹分枝點云密度較小，部分分枝點云數(shù)據(jù)誤差較大甚至缺失的情況，本文首先利用最小二乘法獲取分枝各層骨架中心點及半徑參數(shù)，然后連結各層骨架中心點得到分枝骨架，最后