基于改进凸包算法的树冠轮廓点提取与体积计算
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  • 英文篇名:Tree crown outline points extracting and volume calculation based on improved convex hull algorithm
  • 作者:董亚涵 ; 李永强 ; 李鹏鹏 ; 吕亚磊
  • 英文作者:DONG Yahan;LI Yongqiang;LI Pengpeng;LYU Yalei;School of Surveying and Land Information Engineering,Henan Polytechnic University;
  • 关键词:迭代渐进的凸包算法 ; 激光点云 ; 轮廓点提取 ; 树冠体积
  • 英文关键词:iterative incremental convex hull algorithm;;laser point cloud;;contour point extraction;;crown volume
  • 中文刊名:CHGC
  • 英文刊名:Engineering of Surveying and Mapping
  • 机构:河南理工大学测绘与国土信息工程学院;
  • 出版日期:2018-07-20
  • 出版单位:测绘工程
  • 年:2018
  • 期:v.27
  • 基金:测绘地理信息公益性行业科研专项经费项目(201412020)
  • 语种:中文;
  • 页:CHGC201808012
  • 页数:6
  • CN:08
  • ISSN:23-1394/TF
  • 分类号:69-74
摘要
针对城市中树木数量多、树冠结构复杂、形态多变、难以测量等特点,为解决传统凸包算法在提取树冠轮廓时误差较大的问题,并实现树冠轮廓点提取和树冠体积自动计算,提出迭代渐进的凸包算法。以三维激光扫描仪获取的点云为原始数据,基于所提出的算法获取树冠轮廓点,结合格林公式及不规则台体体积法计算树冠体积。为验证算法的准确性,采用人工交互的方式提取树冠外轮廓点计算树冠体积,以此为参照对迭代渐进的凸包算法进行相关性与均方根误差的验证,并将该算法分别与几何体模型法、体元模拟法、Graham扫描线法计算的树冠体积进行对比分析,结果表明,迭代渐进的凸包算法计算出的树冠体积更接近于树冠的真实体积,为树冠信息的精细提取与建模提供一种新的方法。
        For the number of trees in the city,the tree canopy structure is complex,shape-changing,difficult to measure and so on,In order to solve the problem that the traditional convex hull algorithm has a large error in extracting the crown and to complete the crown contour point extraction and crown volume automatic calculation,the iterative incremental convex hull algorithm is put forward,The data obtained with the 3 Dlaser scanner is used as the original data to get crown contour points based on the proposed algorithm.And the crown volume is calculated by combining the Green formula and the irregular bulk volume method.In order to verify the accuracy of the algorithm,the crown contour is extracted by artificial interaction.Based on this,the correlation and root mean square error of the iterative convex hull algorithm are verified.The algorithm is compared with the volume of the canopy calculated by geometric model method,voxel simulation method and Graham scanning line method respectively.The result shows that the crown volume by the iterative incremental convex hull algorithm calculates closer to the true volume of the canopy,which can provide a new method for extracting a fine crown Information and building the tree model.
引文
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