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基于点云骨架的单木分枝参数提取研究

刘金鹏 张怀清 刘闽 李永亮 李伟娜

刘金鹏, 张怀清, 刘闽, 李永亮, 李伟娜. 基于点云骨架的单木分枝参数提取研究[J]. 北京林业大学学报, 2016, 38(10): 15-20. doi: 10.13332/j.1000-1522.20150490
引用本文: 刘金鹏, 张怀清, 刘闽, 李永亮, 李伟娜. 基于点云骨架的单木分枝参数提取研究[J]. 北京林业大学学报, 2016, 38(10): 15-20. doi: 10.13332/j.1000-1522.20150490
LIU Jin-peng, ZHANG Huai-qing, LIU Min, LI Yong-liang, LI Wei-na.. Extraction of individual tree branch parameters from skeleton model based on point cloud data.[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2016, 38(10): 15-20. doi: 10.13332/j.1000-1522.20150490
Citation: LIU Jin-peng, ZHANG Huai-qing, LIU Min, LI Yong-liang, LI Wei-na.. Extraction of individual tree branch parameters from skeleton model based on point cloud data.[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2016, 38(10): 15-20. doi: 10.13332/j.1000-1522.20150490

基于点云骨架的单木分枝参数提取研究

doi: 10.13332/j.1000-1522.20150490
基金项目: 

中央级公益性科研院所基金项目(IFRIT201503)、“863”国家高技术研究发展计划项目(2012AA102002)。

详细信息
    作者简介:

    刘金鹏。主要研究方向:树木三维可视化模拟。Email: dwjpeng@126.com 地址:100091北京市海淀区颐和园后中国林业科学研究院资源信息研究所。
       责任作者: 张怀清,博士,研究员。主要研究方向:计算机模拟技术、湿地监测技术。Email: zhang@caf.ac.cn 地址:同上。

    刘金鹏。主要研究方向:树木三维可视化模拟。Email: dwjpeng@126.com 地址:100091北京市海淀区颐和园后中国林业科学研究院资源信息研究所。
       责任作者: 张怀清,博士,研究员。主要研究方向:计算机模拟技术、湿地监测技术。Email: zhang@caf.ac.cn 地址:同上。

Extraction of individual tree branch parameters from skeleton model based on point cloud data.

  • 摘要: 地面激光扫描技术在获取树木参数的应用中发挥了重要作用,而图形学算法为实现单木结构参数自动提取提供了可行的方法。本文提出一种基于地面激光扫描数据来获取单木分枝结构参数的方法,应用SkelTre算法对激光扫描仪获取的单木点云数据进行处理得到单木的骨架模型;根据骨架模型邻边的拓扑关系搜索与各个分枝相连接的节点提取分枝结构,计算枝长;在分枝着枝点处以骨架线为轴作横切面,应用凸包算法提取横切面点云外包多边形并计算分枝直径;对枝长和分枝直径的实测值和模型的估计值进行回归分析分别得到二者的对比分析结果,枝长的实测与估计值回归分析结果为Y=1.006X+1.335,显著性值为0.001,分枝直径的回归分析结果为Y=0.923X+0.105,显著性值为0.000。实验结果表明,基于地面激光扫描数据提取骨架模型以获取单木的分枝结构和提取分枝结构参数(如枝长、分枝直径)的方法具有很好的适用性和应用前景。
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-12-11
  • 刊出日期:  2016-10-29

基于点云骨架的单木分枝参数提取研究

doi: 10.13332/j.1000-1522.20150490
    基金项目:

    中央级公益性科研院所基金项目(IFRIT201503)、“863”国家高技术研究发展计划项目(2012AA102002)。

    作者简介:

    刘金鹏。主要研究方向:树木三维可视化模拟。Email: dwjpeng@126.com 地址:100091北京市海淀区颐和园后中国林业科学研究院资源信息研究所。
       责任作者: 张怀清,博士,研究员。主要研究方向:计算机模拟技术、湿地监测技术。Email: zhang@caf.ac.cn 地址:同上。

    刘金鹏。主要研究方向:树木三维可视化模拟。Email: dwjpeng@126.com 地址:100091北京市海淀区颐和园后中国林业科学研究院资源信息研究所。
       责任作者: 张怀清,博士,研究员。主要研究方向:计算机模拟技术、湿地监测技术。Email: zhang@caf.ac.cn 地址:同上。

摘要: 地面激光扫描技术在获取树木参数的应用中发挥了重要作用,而图形学算法为实现单木结构参数自动提取提供了可行的方法。本文提出一种基于地面激光扫描数据来获取单木分枝结构参数的方法,应用SkelTre算法对激光扫描仪获取的单木点云数据进行处理得到单木的骨架模型;根据骨架模型邻边的拓扑关系搜索与各个分枝相连接的节点提取分枝结构,计算枝长;在分枝着枝点处以骨架线为轴作横切面,应用凸包算法提取横切面点云外包多边形并计算分枝直径;对枝长和分枝直径的实测值和模型的估计值进行回归分析分别得到二者的对比分析结果,枝长的实测与估计值回归分析结果为Y=1.006X+1.335,显著性值为0.001,分枝直径的回归分析结果为Y=0.923X+0.105,显著性值为0.000。实验结果表明,基于地面激光扫描数据提取骨架模型以获取单木的分枝结构和提取分枝结构参数(如枝长、分枝直径)的方法具有很好的适用性和应用前景。

English Abstract

刘金鹏, 张怀清, 刘闽, 李永亮, 李伟娜. 基于点云骨架的单木分枝参数提取研究[J]. 北京林业大学学报, 2016, 38(10): 15-20. doi: 10.13332/j.1000-1522.20150490
引用本文: 刘金鹏, 张怀清, 刘闽, 李永亮, 李伟娜. 基于点云骨架的单木分枝参数提取研究[J]. 北京林业大学学报, 2016, 38(10): 15-20. doi: 10.13332/j.1000-1522.20150490
LIU Jin-peng, ZHANG Huai-qing, LIU Min, LI Yong-liang, LI Wei-na.. Extraction of individual tree branch parameters from skeleton model based on point cloud data.[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2016, 38(10): 15-20. doi: 10.13332/j.1000-1522.20150490
Citation: LIU Jin-peng, ZHANG Huai-qing, LIU Min, LI Yong-liang, LI Wei-na.. Extraction of individual tree branch parameters from skeleton model based on point cloud data.[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2016, 38(10): 15-20. doi: 10.13332/j.1000-1522.20150490
参考文献 (17)

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