[发明专利]一种三维植物植株投影面积计算方法

摘要

本发明提供了一种三维植物植株投影面积计算方法，该方法包括如下步骤：(1)三维网格预处理，对植物叶片进行细分；(2)生成投影网格，利用重心点作为投影重叠判断依据，准确剔除重叠网格；(3)计算投影面积。本发明的三维植物植株投影面积计算方法，在降低网格重叠剔除计算工作量的同时，明显提高了投影面积计算的准确性。

主权项

1.一种三维植物植株投影面积计算方法，其特征在于该方法包括如下步骤：(1)三维网格预处理，对植物叶片进行细分；(2)生成投影网格，利用重心点作为投影重叠判断依据，准确剔除重叠网格；(3)计算投影面积。

2.根据权利要求1所述的三维植株投影面积计算方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

S1.三维网格预处理，对植物叶片进行合理细分：

S11：查找三维最小叶片长度：循环比较三维植物上的每个叶片，找到叶片长度最小的叶片，记录下最小叶片长度为LeafLength_min；

S12：计算最大网格边长EdgeLength_max：令EdgeLength_max＝LeafLength_min/5.0；

S13：网格细分：检查三维植物的每个网格面元，若某个网格面元存在边长大于EdgeLength_max，则对该网格边进行细分，即将该网格面元分成两个边长更小的网格；对细分后的网格面元进行同样的处理，最终使得整个三维植物的网格中，不存在边长大于EdgeLength_max的情况；

S2.生成投影网格，利用重心点作为投影重叠判断依据，准确剔除重叠网格：

S21：将面元t投影到XOY平面上，即将t的3个顶点的Z分量值均为零，记投影后的面元为t_p；

S22:计算面元t_p的重心点v_tp；

S23:查看投影网格集Mesh_p是否为空，若为空，则跳到S25；若不为空则跳到S24；

S24：循环检查Mesh_p中的每个面元，若点v_tp落在某个面元内，则跳到S21，处理下一个面元；若点v_tp不在Mesh_p中的任一面元内，则跳到S25；

S25：将面元t_p添加到投影网格集Mesh_p中；

S3.计算投影面积：根据步骤S2的描述，循环处理完三维植物的每个网格面元后，对得到的投影网格集Mesh_p，计算其中每个网格面元的面积并累加，即可得到该三维植物植株的投影面积。

3.根据权利要求1或2所述的三维植株投影面积计算方法，其特征在于还包括如下步骤：

S4.显示投影网格：对上述步骤生成的三维植物细分网格和投影网格集Mesh_p，利用OpenGL或DirectX三维图形API，结合C++或Java程序设计语言，实现三维植物及其投影的可视化显示。