随着科学技术的发展,三维扫描技术领域也在不断地被深入挖掘研究。目前,三维点云数据处理技术被应用在各个领域,如虚拟现实技术、逆向工程CAM技术、人工智能以及数字城市等。虚拟的植物模型被不断的应用在数字城市、游戏场景虚构等文化生活领域。而植物器官作为植物研究领域中不可或缺的一部分,在虚拟现实研究中显得必不可少。目前,在三维点云数据的处理对象上,单木植物器官点云分割的研究还不够深入,相关技术不够成熟,对于植物器官的精确分割还未形成有效的解决方法,尤其是对于单个花朵点云分割出花瓣的研究更是少之又少。故本文针对于单个花朵点云数据进行研究,提出一种对三维花朵点云数据进行特征提取以及三维点云分割与重建的方法,为数字城市、虚拟现实等领域提供了植物数字化信息参考依据。本文以百合花朵点云数据为研究对象,基于其复杂的几何特征,提出为其建立圆柱坐标系,并对其进行花朵点云特征提取、三维点云分割、三维点云重建等技术方面的研究与实现。本文以传统K-means聚类点云分割算法为基础,针对其聚类K值的不确定性以及初始聚类中心的随机性,提出了基于花朵点云特征提取的K-means聚类分割算法。先是对花朵点云进行提取中心轴,再依据点云中心轴实现直角坐标系到圆柱坐标系的转换;在圆柱坐标系下利用圆柱参数特性——高度、角度与半径等,提出高度横截面法与角度分离法,从而对花朵点云进行特征提取。在高度横截面法与角度分离法的花朵点云特征提取下,确定百合花点云的花瓣特征,以及K-means聚类中的K值;再根据提取到的点云特征,将高度横截面法中的聚类簇集作为K-means分割算法中的初始聚类中心,从而进行点云花瓣分割。针对K-means聚类分割后造成过分割的现象,提出二分割补法,利用二分思想将其分割出来,并根据点云标签对其合并实现补齐点云。最后经过分析比较后使用贪婪投影三角化算法对分割后的花瓣进行三维重建。实验证明该方法能有效的进行花瓣分割,利用三角化重建能更好的保存花朵的形态特征,稳定性好。