基于地面激光雷达点云数据的单木三维建模综述

对利用野外树木激光扫描获取的海量点云数据来提取树木几何与拓扑特征并以此来构建树木三维模型的方法进行综述。在总结基于激光点云的树木建模基本原理和步骤的基础上,围绕单树点云数据的分割、树枝骨架的提取与优化、单木模型的表面重建等主要过程,对各种具体实现技术或方法进行分类、分析和评价,最后对生成的树木模型的精度和未来的技术发展趋势进行简要分析。

基于Lobe表示的树木快速3D建模

提出了一种基于Lobe表示的树木三维建模方法,该方法的核心思想在于树冠形状取决于外形轮廓,而其内部的枝叶结构具有相似性,可以从有限的模板库通过纹理合成的方法近似生成.该方法可以描述成两大部分:1)编码.将给定树木表示成骨架和Lobe的形式;2)解码.根据Lobe形状,基于已有的枝叶模板生成Lobe内部三维结构.这种基于Lobe的轻量级树木表示方法在很大程度上提高了大规模树木三维模型存储和传输的效率,非常适用于网络环境下大规模城市场景的交互式应用.

三维迭代函数系统植物模拟

为实现对自然界树木的逼真模拟,以迭代函数系统为基础,定义了三维空间上的变换矩阵,建立了三维植物生成模型,以一组压缩仿射变换生成的图像为例,通过调整已有IFS码的比例系数,可实现树木生长过程的模拟;通过调整IFS码的参数来控制树枝旋转角度,可模拟出树枝受到风力影响时的形态;通过对已有图像变换观察角度,可获得同一树木不同视点生成的图像.研究结果表明:针对性地调整IFS码,可完成自然界树木的逼真模拟.

单张树木图片中被遮挡枝干的贝叶斯推理及重建

采用单张树木图像作为输入,仅需用户简单勾勒,即可自动生成图片中该树木三维可见枝干。为了构建被叶片遮挡的枝干不可见部分,依据树木植物学特征建立了枝条模型样本库,设计了针对不可见枝干建模的评价策略,提出了基于贝叶斯推理的枝干参数优化算法。实验结果表明,基于贝叶斯推理的轻量级树木建模方法能够有效的改进树木三维模型的效果,可为基于单张图片的树木三维建模及优化提供了新的思路。

基于激光雷达点云数据的单木建模综述

随着数字城市与农林业等领域技术的不断发展,其对树木三维模型构建的需求也越来越多,而三维激光扫描技术可以获取树木高精度、多方位的实验数据,从而为树木模型的构建提供了便利条件。本文通过对激光扫描获取的点云数据来构建树木的三维模型的方法进行了综述,对建模过程中涉及的点云的分割、骨架的构建、骨架的后处理以及细节的添加这几个步骤实现的方法进行了总结,最后对树木的三维建模进行了总结与展望。

激光雷达点云树木建模研究进展与展望

三维树木几何模型是数字城市与数字林业工程的重要组成部分。针对点云树木建模,深入分析了基于广义(泛在)激光雷达点云的树木模型重建方法,提出了聚类思想建模、图论方法建模、先验假设建模、拉普拉斯算子建模与轻量化表达建模5类建模体系,归纳总结了不同建模体系在树冠枝干的细节表达、建模算法性能、树木模型的多层次细节表达、建模体系综合评价方法等方面存在的共性问题,针对模型信息表达完整性、模型多层次细节重建、融合广义(泛在)点云的树木建模与模型、算法的综合评价研究4个方面给出一些可能的解决方案,并提出三维激光树木几何重建潜在的建模方向。