植物块茎监测系统采用非侵入式电阻层析成像(ERT)技术,它可以对生长在土壤中的块茎大小、位置进行监测,从而监测植物块茎的生长状态。植物块茎电阻成像系统首先获取块茎断层轮廓信息,生成块茎断层切片的二维图像,但二维图像能够体现出的块茎信息十分有限,无法将块茎的生长姿态、体积、分布情况等信息表达出来。因此,研究基于ERT技术截面成像的三维图像重建算法就尤其显得重要和有意义。本文着重对块茎成像的三维图像重建算法进行了深入研究,并设计了基于CCD图像传感器获取二维截面图像并提取轮廓,从而对重建算法进行验证的实验研究。本论文主要工作包括：(1)块茎成像三维重建方法学习与研究。对三维图像重建算法,尤其对三维重建算法中面绘制和体绘制算法的优劣进行对比研究,选择适用于本系统的面绘制方法实现块茎的三维重建.利用有关图像消隐的算法,使得到块茎三维模型更加真实,且符合系统要求。(2)二维图像预处理研究。利用CCD图像传感器获取植物块茎的切片图像序列,采用二值化方法、数学形态学原理等图像处理算法对二维图像进行预处理,滤除图像中存在的噪声影响,增加图像中的轮廓边缘信息。(3)轮廓提取和轮廓点采样。利用轮廓提取算法将切片轮廓提取出来,利用角点检测和归一化互相关算法进行轮廓点采样,为后续三维图像重建做好准备。(4)三维图像重建比较研究。在深入研究各种三维图像算法后,选择轮廓表面拼接算法重建块茎的三维模型。由于单独使用轮廓表面拼接算法得到的块茎三维模型无法满足系统要求精度,因此选择利用非线性插值以及非均匀有理B样条曲面拟合算法对三维重建算法进行优化,从而得到精度更高的块茎三维模型。(5)软件设计开发与基于CCD传感器获取块茎二维截面信息并进行轮廓提取的算法验证研究。在算法的实验验证研究中,考虑到土壤中块茎大多数为聚集生长,并且每个块茎可能是直立生长也可能是倾斜生长,因此针对不同情况,对算法调整和优化,以及轮廓匹配等算法进行了结果分析。