一种单株树木点云的枝叶分离方法技术

技术编号:46336777 阅读:5 留言:0更新日期:2025-09-09 19:14
本发明专利技术公开一种单株树木点云的枝叶分离方法,涉及林业生态遥感技术领域,以解决树木木质结构点云提取精度和效率不高的问题。该方法包括:对原始点云数据进行单木分割和去噪,得到单木点云;对单木点云多角度旋转,利用LeWoS算法对单木点云进行分析并通过线性度约束去噪后,得到初始枝干点云;通过聚类算法将所述初始枝干点云分为多个枝条结构,通过PCA算法提取枝条结构的端点;通过连通性分析算法和判定约束条件将已确定枝干点云路径的邻域范围内未标记的点云标记为缺失枝条的端点,拓扑修复缺失枝条的点云;引入基于路径分析的路径补全机制,将存在多分枝的缺失枝条的端点与初始枝干点云的端点连通,得到完整枝干点云。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及林业生态遥感,尤其涉及一种单株树木点云的枝叶分离方法


技术介绍

1、树木的结构特征,即枝干、叶片及花序等的三维空间分布形式,决定了其形态结构,并通过调控光照截获、水分与养分输送、以及机械稳定性等关键生理与生态过程,对树木的功能起着核心作用。因此,深入理解树木结构对于推进生态系统研究和实现可持续森林经营具有重要意义。

2、在三维建模过程中,树木木质结构(即枝干)点云的提取是模型重建的重要前处理步骤,其提取精度直接影响三维模型的几何真实性与结构完整性。近十年来,研究者相继提出了多种基于tls点云的自动分离算法,主要可分为三类:基于辐射特征、几何特征和图结构特征的方法。其中,基于辐射特征的方法利用叶片与枝干在近红外或短波红外波段上的反射差异进行分类,具有一定的分离能力,但受激光入射角、树种类型及扫描条件等因素影响较大,通用性有限。基于几何特征的方法通过提取点云的空间分布特征进行分类,分离精度较高,但对参数设置敏感,且在处理复杂枝干结构时容易出现误分或漏分。基于图结构的方法通过构建点云连通图并提取最短路径等骨架信息,具有较好的结构识别能本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种单株树木点云的枝叶分离方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的一种单株树木点云的枝叶分离方法,其特征在于,对所述单木点云进行多角度旋转,利用LeWoS算法对所述单木点云进行分析,具体包括:

3.根据权利要求1所述的一种单株树木点云的枝叶分离方法,其特征在于,所述线性度约束具体包括:

4.根据权利要求1所述的一种单株树木点云的枝叶分离方法,其特征在于,所述通过聚类算法将所述初始枝干点云分为多个枝条结构,包括采用以下公式:

5.根据权利要求1所述的一种单株树木点云的枝叶分离方法,其特征在于,通过PCA算法提取所述枝条结构的端点...

【技术特征摘要】

1.一种单株树木点云的枝叶分离方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的一种单株树木点云的枝叶分离方法,其特征在于,对所述单木点云进行多角度旋转,利用lewos算法对所述单木点云进行分析,具体包括:

3.根据权利要求1所述的一种单株树木点云的枝叶分离方法,其特征在于,所述线性度约束具体包括:

4.根据权利要求1所述的一种单株树木点云的枝叶分离方法,其特征在于,所述通过聚类算法将所述初始枝干点云分为多个枝条结构,包括采用以下...

【专利技术属性】
技术研发人员:胡天宇闫佳博王嘉童刘小强苏艳军
申请(专利权)人:中国科学院植物研究所
类型:发明
国别省市:

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