当下虚拟现实技术浪潮助推了三维建模技术的发展与繁荣。树木作为自然景观模型的代表,成为了虚拟建模研究的重点。由于树木种类繁多且类间几何形态差异较大,导致其不能批量建模,另外,随着体验者需求的提升,对建模的时效性和真实性也提出了新要求。L系统是一种定义简洁和高度结构化的分形建模方法,该方法依据文法规则可以实现多变的建模。但是传统L系统规则构建成本过高,需要相关的数学基础和专业知识背景,不利于大型场景的快速准确建模。为了解决上述问题,本文提出了一种L系统规则的自适应提取方法:该方法利用点云数据来提取树木骨架和枝干参数信息,进而用骨架来抽取树木的无参产生式,并将参数与产生式匹配来得到树木对应的L系统规则。最终,利用所得规则进行建模,通过对比模型与实物的相似性,来验证所得规则的准确性。本文主要做了以下几方面的工作:1)首先研究了目前基于L系统建模的思路和方法,通过系统地梳理文献,凝练出近几年来L系统在植物建模领域取得的进展和尚存在的不足,同时对影响L系统规则构建的因素做了分析。2)为了对基础的海量点云数据进行高效操作,提出了一种类八叉树混合点云索引结构。简要阐述了KD树和八叉树的原理,对类八叉树思想和编码方式进行了详细论述,并通过实验进行了验证。3)针对L1骨架提取算法提出一种优化算法,以此来解决由于点云缺失导致的骨架准确性不足和随机采样造成的骨架可重复性较差等问题。首先在类八叉树空间分割的基础上,对局部缺失严重的模型进行自适应点云增强;然后采用基于子空间的最邻近采样算法对增强后的点云进行下采样;最后,依据所得的采样点在增强后的点云中提取骨架。4)为了获得完备的L系统规则,首先利用解析算法对骨架进行解析,将获得的拓扑结构和分支参数存储下来;然后通过规则生成算法将树木的无参产生式与参数相匹配,生成完整的L系统规则。最后,将生成的L系统规则导入到L-studio软件中,通过生成仿真模型和真实树木对比来验证生成规则的有效性。