摘要：电阻层析成像(Electrical Resistance Tomography,简称ERT)技术因其非侵入、无辐射、低成本等特点,成为过程层析成像技术中的一个研究热点。目前,对ERT的成像算法的研究主要集中在二维图像上,在很多情况下常常需要得到离散相的几何形状等图形数据,然而这些三维信息是无法直接从二维图像中获取的,因此研究ERT系统的三维图像重建更具现实意义。在本文中,将ERT技术的应用拓展至农业领域,并首次提出TERT(Tuber Electrical Resistance Tomography);系统概念,在对TERT系统的正文题和反问题研究的基础上,根据二维的断层图像序列重建块茎的三维图像。本文的具体研究工作如下：(1) TERT系统的正问题和反问题研究。在正问题中采用COMSOL Multiphysics软件完成对近饱和土壤场和块茎模型的建立与仿真,并采用C++编程完成对仿真数据的提取和处理。在逆问题中,分析和研究LBP(线性反投影)算法并重建出二维的断层图像。(2)三维图像预处理。针对TERT系统的特点,提出一种图像预处理流程,即首先将块茎从断层图像中提取出来,再根据相应算法搜索和匹配角点,根据对应的角点插值出断层间块茎的轮廓。(3)三维图像重建。以医学领域的三维图像重建为基础,深入研究和分析了各种图像重建算法,并探索性采用移动立方体算法重建块茎的三维图像,由于尚不清楚其具体的重建效果,在本文同时采用NURBS(非均匀有理B样条)曲面来拟合块茎的三维轮廓,并将两种算法的重建效果进行比较。(4)软件开发。根据本文的研究成果,独立开发出一套基于OpenCV、OpenGL及VS2010的TERT系统三维图像重建软件,该软件可以实现块茎的二维图像重建,图像预处理,及三维图像显示等功能。