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第1章 绪论 1

1.1 研究背景与意义 1

1.2 树木三维仿真的研究现状 3

1.2.1 基于规则的树木仿真 3

1.2.2 基于影像的树木仿真 6

1.2.3 基于点云的树木仿真 9

1.3 研究内容 11

第2章 点云的采集与优化 14

2.1 点云的采集 14

2.1.1 场地踏勘 14

2.1.2 靶标布设 15

2.1.3 扫描作业 16

2.2 点云的配准 17

2.3 点云的去噪 20

2.3.1 拉普拉斯滤波算法 21

2.3.2 双边滤波算法 22

2.3.3 均值漂移算法 22

2.4 点云的压缩 23

2.4.1 空间包围盒压缩算法 24

2.4.2 均匀网格压缩算法 25

2.4.3 基于信息量的压缩算法 25

2.4.4 基于曲率的压缩算法 27

2.5 本章小结 29

第3章 树木模型的骨架提取 30

3.1 骨架的定义及特性 30

3.1.1 骨架的定义 32

3.1.2 骨架的特性 36

3.2 基于体素空间的骨架提取 38

3.2.1 算法概述 39

3.2.2 基于体素空间的骨架提取 42

3.3 基于点云收缩的骨架构建 52

3.3.1 算法概述 52

3.3.2 基于点云收缩的骨架构建 55

3.4 基于几何特征的骨架构建 62

3.4.1 算法概述 62

3.4.2 基于几何特征的骨架构建 63

3.5 实验测试与分析 72

3.6 本章小结 79

第4章 树木枝干的三维仿真 80

4.1 树木的枝干结构与模型分类 80

4.1.1 树木的枝干结构 80

4.1.2 树木模型的分类 83

4.2 基于骨架约束的枝干仿真 87

4.2.1 算法概述 88

4.2.2 基于骨架约束的树木三维仿真算法 92

4.2.3 实验分析 101

4.3 基于生长模型的枝干仿真 103

4.3.1 算法概述 103

4.3.2 基于生长模型的枝干仿真 108

4.4 本章小结 120

第5章 树叶仿真与树木仿真测试 121

5.1 树叶的三维仿真 121

5.1.1 算法概述 121

5.1.2 树叶的仿真 129

5.2 树木仿真测试 139

5.3 本章小结 150

第6章 研究成果与发展思考 151

6.1 研究成果 151

6.2 发展思考 152

参考文献 154

后记 167