[发明专利]一种基于树干曲面模型的树干材积获取方法

权利要求书

1.一种基于树干曲面模型的树干材积获取方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1，对树干点云垂直分段；

步骤2，逐一对各个垂直分段进行角度分区并计算角度分区的轮廓点；

步骤3，修复角度分区缺失的轮廓点；

步骤4，构建树干的曲面模型；

步骤5，根据树干的曲面模型计算树干材积；

所述步骤1，对树干点云垂直分段，包括：

以高度为标准，计算树干点云中的最低点p_lowest，其中z_lowest为最低点p_lowest的高度值即最低点的Z轴坐标，并以所述最低点p_lowest为基础计算树干的高度；

构建平面π₀与π₁，其方程分别为z＝z_lowest与z＝z_lowest+thickness，则位于π₀与π₁间的树干点云形成树干点云的一个垂直分段Q₀，thickness是每一个垂直分段的高度值；继续向上构建平面π₂，其方程为z＝z_lowest+thickness*2，则位于平面π₁与π₂间的树干点云形成另一个垂直分段Q₁；根据此规则，平面π_i的方程可表示为z＝z_lowest+thickness*i，位于平面π_i与π_i+1间的树干点云形成点云垂直分段Q_i；其中，平面π_i与平面π_i+1分别称为垂直分段Q_i的下平面与上平面；按照上述垂直分段的构建方法直至树梢部位得到n个树木点云的垂直分段。

2.根据权利要求1所述的一种基于树干曲面模型的树干材积获取方法，其特征在于：所述步骤2，逐一对各个垂直分段进行角度分区并计算角度分区的轮廓点，包括：

计算垂直分段Q_i在其下平面的投影点集Q_i′：将垂直分段Q_i中的树干点云投影至垂直分段Q_i的下平面π_i得到一个平面点集Q_i′；

计算平面点集Q_i′的凸包多边形的质心点作为平面点集Q_i′的几何中心点c_i；

设点p_m为垂直分段Q_i中的一个点，p_m′表示点p_m在垂直分段Q_i下平面的投影，则几何中心点c_i与投影点p_m′构成的向量与X轴的夹角可表示为根据角度分区的角度值θ，将平面点集Q_i′中的点分为m＝360/θ个角度分区，每个角度分区Q_ij中的点可表示为：计算每一个角度分区Q_ij中点的重心点，所述重心点为该角度分区中所有点的几何平均值，并将所述重心点作为该角度分区的轮廓点，当垂直分段Q_i中每一个角度分区都有点云时得到垂直分段Q_i的m个轮廓点。