【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及三维图形生成
，尤其涉及一种植物群体形态结构三维重建方法。
技术介绍
为建立植物群体的三维形态结构，部分研究者提出了基于过程模型的植物形态结构模拟方法。典型的植物形态结构变化过程模拟模型包括L-system、GreenLab等，上述方法主要通过观察和实验数据分析，建立描述植物生长过程中形态结构变化过程的数学模型，包括形态结构变化与环境因素之间的关系，在此基础上，输入一组环境条件参数，即可模拟特定环境条件的植物形态的变化过程及结果。但是，在基于过程模型的植物形态结构模拟方法中，由于目前用来描述植物形态变化过程的数学模型都做了部分假设和简化，这使得最终模拟得到的植物形态结构与真实栽培条件下生长起来的植物形态结构还存在较大的差异，尤其是在植物群体的三维建模方面，模型的精度和准确性都需要提高。随着三维数字化技术的不断成熟，数字化仪和三维扫描仪等设备被广泛应用，近年来也逐渐被越来越多的研究者用于植物三维形态的测量和重建中。部分研究者采用三维数字化仪采集植物的空间形态信息，如枝条、叶子等器官上的少量空间特征点，并基于这些信息重建植物群体的三维模型。具体地，通过采...
【技术保护点】
一种植物群体形态结构三维重建方法，其特征在于，该方法包括步骤：S1.测量待重建植物群体的冠层形态特征参数数据；S2.根据所述形态特征参数数据，构建植物群体冠层形态特征统计模型；S3.获取待重建植物群体的每株植物的位置与节间数量信息；S4.根据步骤S3获取的节间数量信息和步骤S2构建的冠层形态特征统计模型重建待重建植物群体中的每株植物的三维模型；S5.根据所述位置信息，将每株植物的所述三维模型移动到三维场景的相应位置，完成所述待重建植物群体的三维重建。
【技术特征摘要】
1.一种植物群体形态结构三维重建方法，其特征在于，该方法包括步骤 51.测量待重建植物群体的冠层形态特征参数数据； 52.根据所述形态特征参数数据，构建植物群体冠层形态特征统计模型； 53.获取待重建植物群体的每株植物的位置与节间数量信息； 54.根据步骤S3获取的节间数量信息和步骤S2构建的冠层形态特征统计模型重建待重建植物群体中的每株植物的三维模型； 55.根据所述位置信息，将每株植物的所述三维模型移动到三维场景的相应位置，完成所述待重建植物群体的三维重建。2.如权利要求I所述的方法，其特征在于，在步骤SI中，在植物群体中选取20 30株相邻的植物测量，所述冠层形态特征参数数据，所述冠层形态特征参数包括每株植物中每个节间的节间长度、节间与垂直方向的夹角，以及每个叶子的叶柄长度、叶片长度、茎叶夹角、叶倾角。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在步骤SI中，还包括记录每个节间和叶子的年龄的步骤。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述植物最顶部的节间、叶柄、以及叶片的年龄为1，从所述植物顶部往根部，每个节间、叶柄、以及叶片的年龄递增I年。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在步骤S2中，在构建的植物群体冠层形态特征统计模型中 所述节间长度的统计模型为 Lintemode_ail X 入 +bil X 入 +Cil X 入 +屯1 所述叶柄长度的统计模型为 Lpetiole_apl X 入 +bpl X 入 +Cpl X 入 +dpi ； 所述叶片长度的统计模型为Lleaf=all Χ λ 3+bnX λ 2+CnX λ +dn 其中，Lintemmle为节间长度，Lpetitjle为节间长度，Lleaf为叶片长度，λ为所述植物器官的年龄，ca> dm apl、bpl、cpl、dpl、an、bu、cn、dn均为常数因子,通过最小二乘法从所述步骤SI获取的数据中拟合得到； 所述节间与垂直方向的夹角、茎叶夹角以及叶倾角三个特征参数的取值分别为O 360之间的随机值。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在步骤S3中，利用三维数字化仪获取所述待重建植物群体中每株植物地上部根节点的坐标位置，并测量每株植物的节间个数。7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤S4进一步包括 S4. I根据所述节间个数，建立每株植物主茎和叶柄的初始骨架模型； S4. 2根据所述植物群体冠层形态特征统计模型调整所述主茎和叶柄的初始骨架模型，重建每株植物主茎和叶柄的三维网络模型； S4. 3根据叶片三维模型模板库，对每株植物的所述主茎和叶柄的三维网络模型进行叶片曲面模型的放置和长度调整。8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，在步骤S4.2中，根据所述节间长度的统计模型计算初始骨架模型中每个节间的长度L’ internode L internode_ail X 入 +b...
【专利技术属性】
技术研发人员：陆声链，赵春江，郭新宇，杜建军，温维亮，
申请(专利权)人：北京农业信息技术研究中心，
类型：发明
国别省市：
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