目 次
1 引言 .. 1
1.1 选题背景及意义 .. 1
1.2.1 基于规则的建模方法 . 2
1.2.2 基于实测数据的建模方法 2
1.2.3 点云数据处理方法 3
1.3 主要研究内容及章节安排 5
2 植物叶片点云修补方案设计 6
2.1 点云修补原理 . 6
2.2 点云修补步骤 . 6
2.3 本章小结 .. 7
3 基于几何特征的点云修补方案研究 8
3.1 点云分割 .. 8
3.1.1 聚类算法原理介绍 8
3.1.2 应用聚类算法实现点云分割 10
3.2 点云轮廓提取 14
3.3 点云轮廓点排序 . 18
3.4 点云轮廓匹配 20
3.5 点云修补 . 25
3.6 本章小结 . 29
结 论 .. 30
致 谢 .. 31
参 考 文 献 32
1 引言
1.1 选题背景及意义
本科毕业设计说明书 第 1 页
植被叶片与叶片、叶片与茎秆之间经常有遮挡，不能得到完整的测量数据。因此需要根 据已有测量数据，基于同类作物叶片的相似性，对被遮挡部分叶片数据进行修补，以获得完 整的作物三维数字模型描述。利用被测对象（植物叶片）之间的相似性，对部分被测对象中 缺失的点云数据进行填补，得到完整的点云数据，消除被测对象数据缺失问题。通过对植被 进行三维测量，得到描述植被的完整的点云数据，对于场景建模、遥感基本问题研究、作物 长势估计等具有重要意义。相关研究具有理论研究价值，同时也是工程实际需要。
近年来，随着遥感探测技术的发展，定量化的研究农业、林业、国土资源、生态和环境 等国民经济重要领域的迫切需求。在植被的定量遥感中，获得和被测目标物光谱辐射数据配 套的结构和环境数据对提高遥感建模精度非常重要，因此，需要对植被冠层三维结构进行测 量。
三维点云数据已经成为三维信息的载体，其在各个行业中发挥着重要的作用。其中，三 维激光扫描技术主要利用激光测距原理来获取目标数据，具有非接触、高精度、高密度、高 效率等优点[1]。凭借这些优点，三维激光扫描技术已经在在各行各业中得到广泛的应用。
为了满足植被定量遥感中建立植被冠层结构模型的需求，利用三维激光扫描技术获得植 被的三维点云。在测量过程中，单次测量只能获得一定视场范围内的点云数据，难以获得完 整的植被测量数据，需要多角度多次测量，因此需要对不同视场下获得的植物叶片点云数据 进行拼接。但是拼接之后仍有很大可能叶片点云依然不完整、有空洞，因此需要提出一种算 法对孔洞进行修补，得到完整的叶片点云。
本文针对植物叶片点云的修补问题，提出一种基于几何特征的点云修补方法，获得完整 的植物叶片三维点云。研究对于为植被辐射传输模型研究提供数据源、为遥感数据与产品的 真实性检验提供高精度相对真值、提高遥感植被建模精度有着十分重要的意义。同时，通过 研究植物叶片点云的修补问题，实现一种通用的修补方法，也可以为其他领域的点云修补问 题的研究提供参考。 基于几何特征的点云修补技术研究(2):http://www.chuibin.com/wuli/lunwen_206254.html