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针对玉米形态结构可视化表达过程中,采集的三维点云数据冗余、噪声、缺失且传统测量方法获取特征参数复杂、误差较大等问题。本研究采用FastSCAN三维扫描仪获取了玉米三维点云数据,并通过点云精简、去噪实现了玉米冠层实体动态重建。进一步补充缺失点且计算了其形态特征参数。首先,将获取的三维点云数据通过基于格栅法的三维点云自适应曲率方法精简;其次先后运用直通滤波、大尺度去噪、双边滤波等方法分步对精简后的点云进行丰富、单一区域去噪;再次运用Geomagic Studio对封装后的玉米模型进行补失重构;最后运用拟合球、拟合圆柱等方法获取玉米冠层株高、株宽、茎粗等特征参数。论文主要研究内容如下:(1)针对玉米冠层叶片三维点云复杂,曲率相对较高等特点。本文提出了基于格栅法的三维点云自适应曲率精简方法,对叶片进行点云精简。并运用格栅法、随机法对玉米茎秆以及泥土进行点云精简。结果表明在保持原始点云形态特征的前期下,玉米叶片、茎秆、泥土精简率分别为32.34%;49.81%;84.98%,总精简率为48.30%。(2)针对不同尺度噪声对三维模型重构的影响。本文改进了基于玉米形态特征信息三维点云去噪方法,通过对玉米三维点云模型进行分步去噪并采用不同方法进行滤波实验和对比验证,平均误差、最大误差、标准误差分别为0.0254、0.1395、0.0238。结果表明本文方法去噪效果最佳,去噪后的模型可以保持玉米丰富细节特征同时减少双边滤波导致的玉米叶片表面平滑。(3)针对传统方法计算玉米株型参数破坏玉米冠层结构且实际测量误差较大等问题。本文应用拟合球、拟合圆柱对玉米冠层进行特征参数计算。三叶期至拔节期玉米平均株高范围0.0700~0.7164m,平均株宽范围0.0936~0.6033m,平均茎粗范围0.3027~2.4413cm。通过直接测量和扫描测量对玉米株高、株宽、茎粗进行回归分析。结果表明该方法能够精准、快速无损获取玉米冠层的株型参数,为研究玉米冠层光照分布及生产实践提供了良好的理论基础和技术支持。