基于最小二乘的点云叶面拟合算法研究

利用地面激光扫描仪(TLS)获取户外树木的大量点云数据,从中截取树叶点云数据并以此来进行曲面拟合,构建树叶真实三维模型。主要针对空间散乱点云数据的曲面拟合方法进行研究。在最小二乘法、正交最小二乘法、移动最小二乘法等3种二维曲面拟合方法基础上,针对空间散乱点云数据,提出新的曲面拟合方法。通过比较这3种方法对点云数据曲面拟合后效果,得出结论:针对树叶散乱点云数据,移动最小二乘法能够有效的拟合出树叶的曲面。     

大连深港狩猎场地形插值模型形成机理

由大连长兴岛深港(国际)狩猎俱乐部狩猎场所在地(25 km2)的等高线图,通过坐标测量机测量得到数据库文件,用到不规则曲面的拟合和生成技术得到三维三角剖分插值模型,将该模型转换为3DMAX模型进行渲染,得到规划设计要求的演示模型。由于三维散乱数据点之间拓扑关系的复杂性,国内外对其直接剖分的理论和方法尚不完善、尚处于探索研究阶段[1],本文无疑是由等高线图对地形地貌科学准确描述做了一次较为成功的探索。     

激光扫描技术在自由式滑雪运动员三维人体模型建立中的应用

为了缩短体育运动中人体运动技能分析过程人体模型构建周期和提高构建精度。采用激光扫描 技术,对自由式滑雪运动员在助滑阶段的几个主要动作进行数据采集,以“实物-设计意图-三维重构-再 设计”框架为流程,建立自由式滑雪运动员三维人体模型。研究发现在采用激光扫描技术得到表面的几何 数据基础上,人体模型的构建还要经过数据拼合、简化、三角化、去噪等预处理,再进行测量数据分块、 曲面拟合,最终进行模型重构。探讨了运动生物力学研究领域人体模型构建的新方法,提高人体模型构建 效率,为体育科学人体运动研究提供基础模型。     

大连深港狩猪场地形插值模型形成机理

由大连长兴岛深港（国际）狩猎俱乐部狩猎场所在地（25km^2）的等高线图，通过坐标测量机测量得到数据库文件，用到不规则曲面的拟合和生成技术得到三维三角剖分插值模型，将该模型转换为3DMAX模型进行渲染，得到规划设计要求的演示模型，由于三维散乱数据点之间拓扑关 系的复杂性，国内外对其直接剖分的理论和方法尚不完善、尚处于探索研究阶段。本文无疑是由等高线图对地形地貌科学准确描述做了一次较为成功的探索。     

基于IDL的地质体真三维重构与可视化探讨——以福州市地热田热储结构为例

地质构造三维可视化可以将地质勘探数据用直观的图形方式显示,是正确认识地质构造和理解地热田区域透水层分布重要手段,从而为地热开发利用提供科学依据.本文应用不规则三角网(TIN)表面法和克里格(kriging)算法,对已知钻孔数据进行三角剖分和插值,构建三维体数据,从而实现地质三维重构.基于IDL开发环境,采用光线投射法和zbuffer相结合的直接体绘制算法,实现地质三维分析和可视化.并以福州市地热田热储结构为例,实现了地质真三维交互式切割分析、显示和查询.     

利用3D Surfer实现田间土壤信息的三维可视化

为了清晰地分析田间土壤养分空间变异,直观的展示农田养分的空间分布,为农田实施精准施肥管理及控制农业生产面源污染提供依据,利用3D Surfer软件中的5种插值算法实现对规则网格数据和散乱数据的插值处理,通过体成像功能来制作横向切片,实现对土壤不同深度硝态氮数据的三维可视化。选择绘制了0~200 cm土壤不同层面NO3--N含量的切片图来直观、清晰地反映太原市清徐县粮蔬轮作灌溉区域田块土壤NO3--N的空间变异性。     

土壤盐分三维可视化研究进展

三维可视化在各个领域中均得到了大量的应用,其能将复杂的数据以直观的方式展现出来.该文先介绍了三维可视化技术在各个领域中的应用情况及相关的一些算法;在土壤盐分的研究中,使用EM38-MK2大地电导率仪,通过表观电导率数据建立土壤电导率反演模型,是目前土壤盐分研究最常用的方法之一;针对模型可信度的判断,选取具有代表性的指标来检验,用指示克里格法与三维普通克里格法得出土壤盐分的三维概率分布.因此,三维可视化研究对土壤盐碱化治理具有一定的意义.     

海量医学图像数据三维可视化表面重建方法

目的为了提高海量医学图像的识别能力,需要进行海量医学图像数据三维可视化表面重建。提出基于谱分析的海量医学图像数据三维可视化表面重建方法。方法构建海量医学图像数据的采集模型,提取海量医学图像数据三维图谱特征量,采用边缘轮廓检测的方法进行海量医学图像数据三维可视化特征分解,建立海量医学图像数据的模糊相关性特征分布结构模型。根据海量医学图像的色彩特征分布进行医学图像的图谱特征分析,建立海量医学图像数据的三维结构重组模型,根据对海量医学图像的三维结构分布式重组进行动态滤波检测,提取海量医学图像的谱特征量,根据谱特征分布进行海量医学图像的多维重建,结合三维可视化特征分析的方法,实现对海量医学图像数据的可视化表面重建和优化识别。结果采用该方法进行海量医学图像数据三维可视化表面重建的特征分辨能力较好,对图像数据的细节结构特征识别能力较强。结论研究方法提高了对海量医学图像的检测识别能力。     

船舶航行三维显示系统的地形建模

根据船舶航行对视界内视景和水下地形的几何精确度与图像真实感要求,应用三维真实感地形生成理论,提出两种基于海图等高线和等深线数据的地形三角构网方法,在不加入新插值点的情况下对平面散乱点进行三角剖分,实现了基于ECDIS和AIS的船舶航行三维显示系统的地形建模．     

基于逆向工程的汽车车身前翼子板重建技术

逆向工程技术是一项具有广泛应用前景的高新技术,可以迅速、精确、方便地获得实物模型的三维数据及模型,为产品设计提供了先进的产品开发、设计及制造的途径。以车身前翼子板为例,利用非接触式三维扫描仪获得车身的点云文件,利用geomagic-studio软件对点云进行曲率和点距取样,得到计算机能够处理的点云数据,将点云文件进行降噪等处理,生成曲面,对曲面进行光顺等一系列的处理,获得B级曲面。     

基于简约束三角形剖分的果实表面模型重建

【目的】研究轮廓线三维表面模型重建中存在的嵌套、分叉和投影交叉等复杂轮廓的轮廓匹配问题。【方法】在定义轮廓距离基础上,制定了轮廓匹配的2条准则,构成拓扑结构简单的轮廓对,针对一对多且投影交叉的轮廓对,采用等比放大方法进行预处理,利用简约束算法对放大后的轮廓对进行剖分。用实际算例对提出的重建方法进行了验证。【结果】算例验证表明,提出的重建方法能快速进行拓扑结构复杂的轮廓剖分,重建合理的表面网格模型,重建只存在轮廓嵌套的南瓜模型需19.673 ms,重建最复杂的莲藕模型需51.845 ms。【结论】通过对果实MRI图像序列提取的轮廓进行剖分,能够快速进行果实表面重建。     

基于激光点云数据的树木枝叶分割和三维重建

针对目前树木点云三维重建方法仅仅实现树木三维形态结构的重建，而忽视了树木表面纹理和细节的问题，本研究提出了一种超体素分割和基于kd-tree纹理映射的贪婪投影三角化算法相结合的树木点云重建方法。首先根据点云的颜色、法线和空间距离等特征，利用体素云连通性分割算法生成超体素块；然后基于不同超体素块之间的凹凸关系，利用局部凸包连接算法对点云进行聚类分割，从而实现枝干和树叶点云分割；最后利用贪婪投影三角化算法分别对枝干和树叶点云进行三维重建，并基于点云RGB信息，利用kd-tree算法对枝干和树叶模型添加真实的纹理色彩。结果表明，树木点云重建方法能实现枝干表面和树叶等细节模型的构建，还原真实的树木形状结构和纹理色彩；通过对不同抽稀层次下的点云进行测试，发现核桃楸树木模型主要枝干结构得到了很好的保留，这说明建模算法对点密度的变化具有鲁棒性。     

三角剖分法对地籍面积量算的思考尝试

[目的]检验在微观领域的三角剖分法在宏观上的适用性,从而在地籍面积量算中得以应用。[方法]提出具体算法,再举一实例,将该方法计算结果,与已用经典微积分算法求得的精确解进行比较。[结果]用三角剖分法计算椭圆面积取得了较好的效果,可以满足土地面积量算精度要求。[结论]可将三角剖分法应用于土地面积量算,对数字化的土地面积计算有较好的应用前景。     

图解线形锁的建立及其精度分析

图解线形锁是用平板仪图解法建立起来的一种平面图根控制网,是比较实用的新方法,国内外尚未正式应用。本文对图解线形锁的建立方法作了较系统的阐述,对其精度也作了简单的分析。结果表明用图解线形锁作为平面图根控制完全能满足农业测图的精度要求,并能获得与解析线形锁同样的效果。     

基于激光点云数据的复杂植物叶片重建方法

植物叶片是植物最重要的器官之一,重建高精度的复杂叶片模型对于后续研究具有重要意义。但由于现实中复杂叶片的点云数据存在噪声、孔洞等问题,所以不易重建出高精度的叶片模型。基于激光点云数据的复杂植物叶片重建方法,该方法首先对原始点云数据进行去噪处理,然后采用三角剖分方法生成网格,再对网格进行优化处理,最后对存在孔洞的地方进行修补。结果表明,本方法能够根据激光点云数据快速重建出复杂植物叶片的高精度模型。     

裁剪NURBS曲面的改进Delaunay三角化

提出了一种改进的裁剪曲面 Delaunay三角化的方法。将仅适用于凸多边形域的 Delaunay三角化方法扩展到可应用于任意形状并可带有任意孔洞的形式 ,并给出了算法所用数据结构和详细的步骤 ,讨论了单连通域的构建方式。最后给出了应用该方法实现的一些例子     

全圆复测法

本文提出一种新的水平角观测法,该法把传统的复测法同全圆测回法结合起来。它吸取了传统方法的优点,克服了它们的缺点,因此大大地提高了测角的精度。本文论述这种方法的观测程序,它的优点及其测角精度,新法与两种传统测角法的比较,详细介绍它在测站上及三角网中的试验情况。目前都认为用6″级的经纬仪测角不能满足四等三角测量的要求,然而,首钢地质勘探队所进行的试验表明,用6″级的经纬仪采用全圆复测法测角是可以达到四等三角测量的精度要求,并且它的效率略高于全圆测回法。     

基于AutoCAD平台运用VBA语言设计编写土方计算软件在农地整理中的应用

基于三角网和方格网土方计算原理,在AutoCAD平台下,综合利用Visual AutoLISP和VBA 2种工具进行二次开发,设计编程集成以地形图或点三维坐标文件为数据来源的土方计算软件。实现的主要功能有:三角网、方格网的构建和修改;在三角形内加点内插三角网;方格网点高程内插计算;切分三角网和方格网;三角网、方格网和混合网土方计算和统计等。在农地整理中的应用表明,软件设计思路明晰,算法先进,运行稳定,计算结果可靠。     

复杂多边形的Delaunay三角剖分研究

针对复杂多边形,提出了一种基于约束边的Delaunay三角剖分算法。该算法首先建立了多边形顶点的初始Delaunay三角网,然后将多边形的各条边通过局部更新依次嵌入已有的三角网,最后再删除多余的三角形。研究结果表明,该算法生成的三角网形态优良,符合多边形的Delaunay三角剖分要求。     

基于Delaunay三角网的GNSS控制网闭合环自动搜索算法研究及应用

计算GNSS控制网的同步环和异步环的闭合差是衡量GNSS控制网测量精度的重要依据,然而某些商业GNSS软件不能完全搜索所有闭合环.在建立Delaunay三角网基础上,提出了一种新的GNSS控制网闭合环自动搜索算法,并根据此算法采用C#语言编写软件.结果表明,该算法实现了GNSS控制网所有闭合环的闭合差快速计算和检核,提高了GNSS控制网测量精度,丰富了农业生产实践作业效率.