基于激光点云的叶片枝干归属与林分参数反演开题报告

全文总字数：974字

1. 研究目的与意义

每棵树都有自身的结构，每片树叶并非独立于空间中，而是依附在对应枝干上。

从激光扫描的三维空间林木点云中分析树冠结构，以及每片树叶归属于相应的枝干，这些是亟待解决的问题。

可以运用计算机图形学图像学的方法分析树木骨架的层次图，然后按照空间聚类算法进行分类，识别出哪些树叶点云属于哪个枝干范围，进而实现树叶分类。

2. 国内外研究现状分析

近年来，国内外学者在植物三维骨架重建方面，已经取得了具有重要意义的研究成果。

部分学者是从多幅图像中重建植物三维树干骨架，但此方法重建的三维信息精度有限，需要大量的人工交互；而且基本上停留在二维层面上，这就难以准确反映植物的三维形态特征；还有部分学者是基于激光扫描仪获得的数据对三维树干骨架进行重建，但由于该方法成本较高，运算量大，使得重建的三维模型精度有限，且难以在实时测量和检测中应用。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：针对树木三维骨架的快速获取问题，提出了一种基于中心点与空间特征的自动获取植株三维骨架的方法，采用由算法转换的点云数据，利用阈值分割的方法删除背景数据，根据植株三维点云模型的高度分层，对每层点组采用二次循环迭代方法聚类，对每层中各子类求取中心点。

中心点的集合即认为是植株的骨架点。

采用二次b 样条曲线插值拟合连线。

4. 研究创新点

基于点云数据进行树干骨架重建，并对各枝干进行分类；根据分好类的枝干，对叶子点云进行聚类，使其归类到最近的枝干。

本课题提供了有效的提取算法，可以精确、快捷地重建树干骨架，这对叶子点云数据进行归属提供了技术支撑，也为今后更好地研究树木、林木特征参数地快速获取奠定了基础。