本發(fā)明涉及一種樹干參數(shù)提取技術(shù)，尤其是涉及一種基于樹干曲面模型的樹干材積獲取方法。

背景技術(shù)：

地面三維激光掃描技術(shù)(Terrestrial Laser Scanning Technology，簡稱TLS)是一種新型的測繪技術(shù)，產(chǎn)生于20世紀90年代。TLS可快速準確的獲得目標物體表面的點云數(shù)據(jù)信息，從而可以快速構(gòu)建目標物體的三維模型。經(jīng)過近20多年來的發(fā)展，三維激光掃描儀已經(jīng)可以連續(xù)快速地對被觀測物體進行非接觸式測量，其通過獲取物體表面至掃描儀的距離和發(fā)射強度獲取大量物體表面的三維點云數(shù)據(jù)。使用TLS提取林業(yè)相關(guān)參數(shù)是近10年來的研究熱點。

樹干材積是測樹學中的基本測樹因子，是樹木經(jīng)濟價值的直接體現(xiàn)，也是計算樹木生物量與碳儲量的基礎(chǔ)。傳統(tǒng)上將樹干簡化為一個繞中心軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)體，以此為基礎(chǔ)估算樹干材積。然而樹干形狀是不規(guī)則的，旋轉(zhuǎn)體的簡化結(jié)構(gòu)過于簡化了樹干的幾何形狀，在此基礎(chǔ)上計算得到的樹干材積必定與樹干的真實材積存在著差異，也正因如此，如何準確計算樹干材積是林業(yè)工作者一直關(guān)注的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于樹干曲面模型的樹干材積獲取方法，采用樹干激光點云構(gòu)建樹干曲面模型并由此精確計算樹干材積。

為達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種基于樹干曲面模型的樹干材積獲取方法，包括如下步驟：

步驟1，對樹干點云垂直分段；

步驟2，逐一對各個垂直分段進行角度分區(qū)并計算角度分區(qū)的輪廓點；

步驟3，修復角度分區(qū)缺失的輪廓點；

步驟4，構(gòu)建樹干的曲面模型；

步驟5，根據(jù)樹干的曲面模型計算樹干材積。

優(yōu)選的，所述步驟1，對樹干點云垂直分段，包括：

以高度為標準，計算樹干點云中的最低點p_lowest，其中z_lowest為最低點p_lowest的高度值即最低點的Z軸坐標，并以所述最低點p_lowest為基礎(chǔ)計算樹干的高度；

構(gòu)建平面π₀與π₁，其方程分別為z＝z_lowest與z＝z_lowest+thickness，則位于π₀與π₁間的樹干點云形成樹干點云的一個垂直分段Q₀；繼續(xù)向上構(gòu)建平面π₂，其方程為z＝z_lowest+thickness*2，則位于平面π₁與π₂間的樹干點云形成另一個垂直分段Q₁；根據(jù)此規(guī)則，平面π_i的方程可表示為z＝z_lowest+thickness*i，位于平面π_i與π_i+1間的樹干點云形成點云垂直分段Q_i；其中，平面π_i與平面π_i+1分別稱為垂直分段Q_i的下平面與上平面；按照上述垂直分段的構(gòu)建方法直至樹梢部位得到n個樹木點云的垂直分段。

優(yōu)選的，所述步驟2，逐一對各個垂直分段進行角度分區(qū)并計算角度分區(qū)的輪廓點，包括：

計算垂直分段Q_i在其下平面的投影點集Q_i′：將垂直分段Q_i中的樹干點云投影至垂直分段Q_i的下平面π_i得到一個平面點集Q_i′；

計算平面點集Q_i′的凸包多邊形的質(zhì)心點作為平面點集Q_i′的幾何中心點c_i；

設(shè)點p_m為垂直分段Q_i中的一個點，p_m′表示點p_m在垂直分段Q_i下平面的投影，則幾何中心點c_i與投影點p_m′構(gòu)成的向量與X軸的夾角可表示為根據(jù)角度分區(qū)的角度值θ，將平面點集Q_i′中的點分為個角度分區(qū)，每個角度分區(qū)Q_ij中的點可表示為：計算每一個角度分區(qū)Q_ij中點的重心點，所述重心點為該角度分區(qū)中所有點的幾何平均值，并將所述重心點作為該角度分區(qū)的輪廓點，當垂直分段Q_i中每一個角度分區(qū)都有點云時得到垂直分段Q_i的m個輪廓點。

優(yōu)選的，所述步驟3，修復角度分區(qū)缺失的輪廓點，包括兩個子步驟：(1)修復第一個垂直分段和最后一個垂直分段缺失的輪廓點；(2)修復其它垂直分段缺失的輪廓點；

(1)修復第一個垂直分段和最后一個垂直分段缺失的輪廓點，包括：修復第一個垂直分段Q₀中缺失的輪廓點：檢查垂直分段Q₀的輪廓點個數(shù)是否等于m，如果等于則表明垂直分段Q₀輪廓點完整，無需修復；若小于則表明垂直分段Q₀需要進行輪廓點修復；

具體修復方法為：以垂直分段Q₀現(xiàn)有的輪廓點為插值點采用三次B樣條插值方法構(gòu)建一條閉合的連續(xù)曲線；在閉合的連續(xù)曲線上均勻地取36000個點，并使用角度分區(qū)的角度值與該垂直分段的幾何中心點對這些點進行角度分區(qū)；設(shè)垂直分段Q₀需要修復的角度分區(qū)索引號為k，則閉合連續(xù)曲線的第k個角度分區(qū)中的中心位置處的點作為垂直分段Q₀中第k個角度分區(qū)的輪廓點，從而第k個角度分區(qū)的輪廓點得以修復；

根據(jù)上述修復第一個垂直分段Q₀角度分區(qū)的缺失輪廓點的方法修復最后一個垂直分段Q_n-1中角度分區(qū)缺失的輪廓點；

(2)修復其它垂直分段缺失的輪廓點，包括：根據(jù)角度分區(qū)的角度值θ，每一個角度分區(qū)應(yīng)有m個輪廓點，分別取垂直分段Q₀到Q_n-1中第k個角度分區(qū)的輪廓點得到垂直分段中同一個角度分區(qū)的輪廓點集，所述輪廓點集稱為一個列點集Col_k；若列點集Col_k中點的個數(shù)為n，則此列無需修復；若列點集Col_k中點的個數(shù)小于n，則表明垂直分段Q₁,...,Q_n-2中必定有垂直分段Q_j在第k個角度分區(qū)處無輪廓點，需要修復垂直分段Q_j在第k個角度分區(qū)的輪廓點；具體修復方法為：獲取垂直分段Q_j中輪廓點的Z軸坐標值z_j；以列點集Col_k為插值點采用三次B樣條曲線全局插值方法構(gòu)建一條連續(xù)曲線，在此連續(xù)曲線上定位一點使其的Z軸坐標值與z_j值相同，以此點作為垂直分段Q_j在第k個角度分區(qū)的輪廓點并按次序填充到列點集Col_k中；若有多個垂直分段在第k個角度分區(qū)無輪廓點，則繼續(xù)在連續(xù)曲線上根據(jù)Z軸坐標值定位點直至列點集Col_k中點的個數(shù)為n個。

優(yōu)選的，所述步驟4，構(gòu)建樹干的曲面模型，包括：

步驟401，垂直分段輪廓點擴充；

步驟402，計算縱向節(jié)點參數(shù)與橫向節(jié)點參數(shù)值以及縱向節(jié)點矢量U和縱向節(jié)點矢量V；

步驟403，根據(jù)插值點{Q_k,l}、節(jié)點參數(shù)與節(jié)點矢量U和V計算雙三次B樣條曲面的控制點P_i,j；

步驟404，根據(jù)雙三次B樣條曲面公式曲面控制點P_i,j與參數(shù)v_start與v_end得到由雙三次B樣條曲面表示的樹干曲面模型。

優(yōu)選的，所述步驟401，垂直分段輪廓點擴充，包括：對每一個垂直分段的輪廓點做擴充處理；在完成輪廓點的修復后，每一個垂直分段有m個輪廓點，因此n個垂直分段共有n×m個輪廓點；分別取每一個垂直分段輪廓的前3個點加入到尾部同時也取尾部的3個點加入到輪廓點的首部得到n×(m+6)個輪廓點{Q_k,l}；

所述步驟402中，縱向節(jié)點參數(shù)的計算方法為：對于每一個l值，采用弦長參數(shù)法計算節(jié)點參數(shù)再對所有的取平均值得到再根據(jù)值采用平均值法計算節(jié)點向量U；再對所有的取平均值得到再根據(jù)值采用平均值法計算節(jié)點向量V；

所述步驟403，根據(jù)插值點{Q_k,l}、節(jié)點參數(shù)與節(jié)點矢量U和V計算雙三次B樣條曲面的控制點P_i,j，包括：先根據(jù)節(jié)點矢量U和參數(shù)采用三次B樣條曲線插值，對每一個l分別構(gòu)造插值于點Q_0,l,...,Q_n-1,l的曲線得到控制點R_i,l；然后采用節(jié)點向量V和參數(shù)分別構(gòu)建插值于R_i,0,...,R_i,m-1的曲線，得到樹干曲面模型的控制點P_i,j，同時分別記錄在i＝0時第一次與第二次通過插值點R_0,3時的參數(shù)v_start與v_end；

步驟404中在構(gòu)建樹干曲面模型時，公式中的參數(shù)值從參數(shù)v_start開始計算至v_end時結(jié)束，得到樹干的曲面模型。

優(yōu)選的，所述步驟5，根據(jù)樹干的曲面模型計算樹干材積，具體包括：

在構(gòu)建的樹干曲面模型中，縱向節(jié)點向量U中每一個參數(shù)值u(0≤u≤1)都可以確定樹干曲面模型的一個斷面，因此所有斷面的斷面積累加和即為樹干曲面模型所圍區(qū)域的體積，也就是樹干材積；根據(jù)精度要求，設(shè)劃分縱向節(jié)點向量U的步長為u_step(0＜u_step≤1)，可將縱向節(jié)點向量U劃分為1/u_step個子區(qū)間，根據(jù)第i個區(qū)間的起始參數(shù)值u_i＝i×u_step得到一個樹干曲面模型的斷面τ_i，則位于相鄰斷面τ_i與τ_i+1間的一段樹干高度為Hu_step，H為樹干的總高度；計算斷面τ_i的斷面積為S_i，則此段樹干的材積可表示為Hu_step×S_i，分別計算1/u_step個子區(qū)間對應(yīng)構(gòu)建的每段樹干的材積，其累加和即為樹干材積，則樹干材積可表示為Hu_step∑S_i。

本發(fā)明的有益效果是：

在計算伐倒木樹干材積時，傳統(tǒng)上使用區(qū)分求積法計算伐倒木的樹干材積，其建立在將樹干簡化為樹干橫斷面是圓，樹干中心軸為直線的旋轉(zhuǎn)體的基礎(chǔ)上，該方法將樹干區(qū)分成若干等長或不等長的區(qū)分段，使各區(qū)段的干形更接近于正幾何體，再根據(jù)近似求積式計算各分段材積，合計各分段材積得到樹干材積。在計算立木材積上，傳統(tǒng)上采用經(jīng)驗公式法計算立木的樹干材積，將立木高度與直徑的測量值代入材積經(jīng)驗公式得到立木的樹干材積。由于材積經(jīng)驗公式建立在伐倒木材積計算的基礎(chǔ)上，因此伐倒木與立木材積的計算都建立在樹干橫斷面為圓，樹干中心軸為直線的規(guī)則旋轉(zhuǎn)體的幾何理論基礎(chǔ)之上。然而樹干形狀是不規(guī)則的，樹干橫斷面也不是規(guī)則的圓形，因此在此簡化基礎(chǔ)上計算的材積與樹干材積的真實值存在著差異。

本發(fā)明建立在樹干曲面模型的基礎(chǔ)上，通過逐垂直分段逐角度分區(qū)地獲取樹干斷面的輪廓點，并對其修復確保每一個角度分區(qū)中都有輪廓點，然后以所有輪廓點為插值點采用雙三次B樣條曲面插值方法構(gòu)建曲面模型得到樹干的曲面模型。雙三次B樣條曲面是連續(xù)的曲面模型，理論上可通過積分得到樹干曲面模型所圍區(qū)域的體積。但結(jié)合雙三次曲面方程的特征，當曲面模型中的參數(shù)任意一個參數(shù)發(fā)生變化時，曲面模型的數(shù)學表達式就發(fā)生了變化，這為計算積分帶來了一定程度上的困難。因此，本發(fā)明采用對縱向節(jié)點向量U劃分為若干個子區(qū)間，以子區(qū)間為一個計算單元計算體積，所有計算單元的體積累加和即為樹干材積。值得說明的是，縱向節(jié)點向量U劃分子區(qū)間的個數(shù)可以無限多，這取決于計算的精度及計算的工作量。顯然，精度越高，計算工作量越大。相對比傳統(tǒng)上伐倒木和立木的不同材積計算方法，本發(fā)明在獲取樹干點云的基礎(chǔ)上，無需區(qū)分伐倒木還是立木，均可使用本發(fā)明的方法計算樹干材積。與采用激光點云數(shù)據(jù)逐垂直分段的計算樹干材積相比，本方法在獲得樹干橫斷面的輪廓點之后不受點云密度的限制，從而可以將u_step值調(diào)整地更小，從而可以將樹干劃分為更小的樹干段，可以更精確地計算樹干材積。

本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點可通過在所寫的說明書、權(quán)利要求書、以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)和獲得。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的方法流程圖；

圖2是樹干點云垂直分段的示例圖；

圖3是一段樹干的樹干曲面模型的示例圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步描述。

如圖1所示，本發(fā)明提供一種基于樹干曲面模型的樹干材積獲取方法，包括如下步驟：

步驟1，對樹干點云垂直分段；

步驟2，逐一對各個垂直分段角度分區(qū)并計算角度分區(qū)的輪廓點；

步驟3，修復角度分區(qū)缺失的輪廓點；

步驟4，構(gòu)建樹干的曲面模型；

步驟5，根據(jù)樹干的曲面模型計算樹干材積。

在一個實施例中，所述步驟1，對樹干點云垂直分段，包括：

以高度為標準，計算樹干點云中的最低點p_lowest，其中z_lowest為最低點p_lowest的高度值即最低點的Z軸坐標，并以所述最低點p_lowest為基礎(chǔ)計算樹干的高度；

構(gòu)建平面π₀與π₁，其方程分別為z＝z_lowest與z＝z_lowest+thickness，則位于π₀與π₁間的樹干點云形成樹干點云的一個垂直分段Q₀；繼續(xù)向上構(gòu)建平面π₂，其方程為z＝z_lowest+thickness*2，則位于平面π₁與π₂間的樹干點云形成另一個垂直分段Q₁；根據(jù)此規(guī)則，平面π_i的方程可表示為z＝z_lowest+thickness*i，位于平面π_i與π_i+1間的樹干點云形成點云垂直分段Q_i；其中，平面π_i與平面π_i+1分別稱為垂直分段Q_i的下平面與上平面；按照上述垂直分段的構(gòu)建方法直至樹梢部位共得到n個樹木點云的垂直分段(假設(shè)共有n個垂直分段)。如圖2所示，圖中上平面1與上平面2之間是垂直分段Q_i。

thickness的值可根據(jù)實際需求預(yù)先設(shè)定，其值的大小可調(diào)，其值越小越好，但考慮到點云密度的影響，在一個實施例中，thickness的值為0.5厘米。thickness的值越小，計算得到的體積越精確，但受點云密度的影響，若thickness的值太小，則垂直分段中包括的點云太少，容易導致計算的斷面輪廓點無法反映斷面的真實輪廓，若thickness的值太大，樹干在此段范圍內(nèi)干形有較大變化，則導致體積計算精度降低。

在一個實施例中，所述步驟2，逐一對垂直分段Q_i角度分區(qū)并計算角度分區(qū)Q_i的輪廓點，包括：

計算垂直分段Q_i在其下平面的投影點集Q_i′，將垂直分段Q_i中的樹干點云投影至垂直分段Q_i的下平面π_i得到一個平面點集Q_i′；計算平面點集Q_i′的凸包多邊形的質(zhì)心點作為平面點集Q_i′的幾何中心點c_i；

設(shè)點p_m為垂直分段Q_i中的一個點，p_m′表示點p_m在垂直分段Q_i下平面的投影，則幾何中心點c_i與投影點p_m′構(gòu)成的向量與X軸的夾角可表示為根據(jù)角度分區(qū)的角度值θ，將平面點集Q_i′中的點分為個角度分區(qū)，每個角度分區(qū)Q_ij中的點可表示為：計算每一個角度分區(qū)Q_ij中點的重心點(該角度分區(qū)中所有點的幾何平均值)，并將該重心點作為該角度分區(qū)的輪廓點，當垂直分段Q_i中每一個角度分區(qū)都有點云時得到垂直分段Q_i的m個輪廓點。

在一個實施例中，所述步驟3，修復角度分區(qū)缺失的輪廓點，包括兩個子步驟：(1)修復第一個垂直分段和最后一個垂直分段缺失的輪廓點；(2)修復其它垂直分段缺失的輪廓點。

(1)修復第一個垂直分段和最后一個垂直分段缺失的輪廓點：修復第一個垂直分段Q₀中缺失的輪廓點：檢查垂直分段Q₀的輪廓點個數(shù)是否等于m，如果等于則表明垂直分段Q₀輪廓點完整，無需修復；若小于則表明垂直分段Q₀需要進行輪廓點修復。具體修復方法如下：

以垂直分段Q₀現(xiàn)有的輪廓點為插值點采用三次B樣條插值方法構(gòu)建一條閉合的連續(xù)曲線；在閉合連續(xù)曲線上均勻地取36000個點，并使用角度分區(qū)的角度值與該垂直分段的幾何中心點對這些點進行角度分區(qū)；設(shè)垂直分段Q₀需要修復的角度分區(qū)索引號為k，則閉合連續(xù)曲線的第k個角度分區(qū)中的中心位置處的點作為垂直分段Q₀中第k個角度分區(qū)的輪廓點，從而第k個角度分區(qū)的輪廓點得以修復。

根據(jù)上述修復第一個垂直分段Q₀角度分區(qū)的缺失輪廓點的方法修復最后一個垂直分段Q_n-1中角度分區(qū)缺失的輪廓點。

(2)修復其它垂直分段缺失的輪廓點：根據(jù)角度分區(qū)的角度值θ，每一個角度分區(qū)應(yīng)有m個輪廓點，分別取垂直分段Q₀到Q_n-1中第k個角度分區(qū)的輪廓點得到垂直分段中同一個角度分區(qū)的輪廓點集，本發(fā)明將此輪廓點集稱為一個列點集Col_k，若列點集Col_k中點的個數(shù)為n，則此列無需修復，若列點集Col_k中點的個數(shù)小于n，則表明垂直分段Q₁,...,Q_n-2中必定有垂直分段Q_j在第k個角度分區(qū)處無輪廓點，因此需要修復垂直分段Q_j在第k個角度分區(qū)的輪廓點。具體修復方法為：獲取垂直分段Q_j中輪廓點的Z軸坐標值z_j；以列點集Col_k為插值點采用三次B樣條曲線全局插值方法構(gòu)建一條連續(xù)曲線，在此連續(xù)曲線上定位一點使其的Z軸坐標值與z_j值相同，以此點作為垂直分段Q_j在第k個角度分區(qū)的輪廓點并按次序填充到列點集Col_k中；若有多個垂直分段在第k個角度分區(qū)無輪廓點，則繼續(xù)在連續(xù)曲線上根據(jù)Z軸坐標值定位點直至列點集Col_k中點的個數(shù)為n個。

在一個實施例中，所述步驟4，構(gòu)建樹干的曲面模型，包括：

以{Q_k,l}為插值點采用三次B樣條全局曲面插值方法構(gòu)建一個雙三次B樣條曲面得到樹干的曲面模型，步驟為：(1)垂直分段輪廓點的擴充；(2)計算縱向節(jié)點參數(shù)與橫向節(jié)點參數(shù)值以及縱向節(jié)點矢量U和縱向節(jié)點矢量V；(3)根據(jù)插值點{Q_k,l}、節(jié)點參數(shù)與節(jié)點矢量U和V計算雙三次B樣條曲面的控制點P_i,j；(4)根據(jù)雙三次B樣條曲面公式曲面控制點P_i,j與參數(shù)v_start與v_end得到由雙三次B樣條曲面表示的樹干曲面模型。圖3所示是一段樹干的樹干曲面模型的示例圖。

其中步驟(1)中垂直分段輪廓點的擴充的方法為：設(shè)垂直分段Q_j的輪廓點集為Q_j,profile，將Q_j,profile的前3個節(jié)點依次加入到Q_j,profile的尾部同時也將尾部的最后3個節(jié)點依次加入到Q_j,profile的首部，構(gòu)成一個新的插值點集Q_j,profile′。對每一個垂直分段的輪廓點做上述擴充處理。n個垂直分段共得到n×(m+6)個輪廓點{Q_k,l}；

(2)中節(jié)點參數(shù)的計算方法為：對于每一個l值，采用弦長參數(shù)法計算節(jié)點參數(shù)再對所有的取平均值得到再根據(jù)值采用平均值法計算節(jié)點向量U；采用類似的方法得到節(jié)點參數(shù)和節(jié)點向量V；步驟(3)中先根據(jù)節(jié)點向量U和參數(shù)采用三次B樣條曲線插值，對每一個l分別構(gòu)造插值于點Q_0,l,...,Q_n-1,l的曲線得到控制點R_i,l；然后采用節(jié)點向量V和參數(shù)分別構(gòu)建插值于R_i,0,...,R_i,m-1的曲線，得到樹干曲面模型的控制點P_i,j，同時分別記錄在i＝0時第一次與第二次通過插值點R_0,3時的參數(shù)v_start與v_end；步驟(4)中在構(gòu)建樹干曲面模型時，公式中的參數(shù)值從參數(shù)v_start開始計算至v_end時結(jié)束，從而得到樹干的曲面模型。

在一個實施例中，根據(jù)樹干的曲面模型計算樹干材積，具體包括：在構(gòu)建的樹干曲面模型中，縱向節(jié)點向量U中每一個參數(shù)值u(0≤u≤1)都可以確定樹干曲面模型的一個斷面，因此所有斷面的斷面積累加和即為樹干曲面模型所圍區(qū)域的體積，也就是樹干材積，根據(jù)精度要求，設(shè)劃分縱向節(jié)點向量U的步長為u_step(0＜u_step≤1)，可將縱向節(jié)點向量U劃分為1/u_step個子區(qū)間，根據(jù)第i個區(qū)間的起始參數(shù)值u_i＝i×u_step得到一個樹干曲面模型的斷面τ_i，則位于相鄰斷面τ_i與τ_i+1間的一段樹干高度為Hu_step(H為樹干的總高度)，設(shè)斷面τ_i的斷面積為S_i，則此段樹干的材積可表示為Hu_step×S_i，分別計算1/u_step個子區(qū)間對應(yīng)構(gòu)建的每段樹干的材積，其累加和即為樹干材積，則樹干材積可表示為Hu_step∑S_i。其中斷面τi的輪廓曲線可由樹干曲面模型與參數(shù)值u(0≤u≤1)計算得到，且該輪廓曲線是一條閉合的三次B樣條曲線。斷面τ_i的輪廓曲線所圍區(qū)域的面積即為斷面τ_i的斷面積。

在一個實施例中，用于計算垂直分段輪廓點的角度分區(qū)的角度值θ的值為1度。θ的值越小，垂直分段輪廓點越多，斷面輪廓會越準確，但受點云密度的影響，當θ太小，容易導致角度分區(qū)中無點云，當θ值為1度時，可確保垂直分段在360個方位上都有輪廓點，基本上能真實反映樹干斷面的輪廓特征。

在一個實施例中，用于劃分縱向節(jié)點向量U的步長u_step值應(yīng)使得Hu_step至少小于或等于0.5厘米，即用于分段計算樹干材積的每段樹干高度不超過0.5厘米。

本發(fā)明通過垂直分段與角度分區(qū)得到樹干精確的輪廓點，在采用曲面插值的方法，以輪廓點為插值點構(gòu)建樹干的曲面模型，以曲面模型為基礎(chǔ)計算樹干材積。建立在樹干輪廓點上的樹干曲面模型能真實地反映樹干的凸凹不平、彎曲的連續(xù)性變化過程，能真實地反映樹干的表面輪廓。樹干曲面模型建立在數(shù)學模型的基礎(chǔ)之上，滿足幾何連續(xù)性，能夠獲取樹干任意位置處的截面數(shù)據(jù)。相比于傳統(tǒng)上采用分段(分段高度有一定的限制)計算體積來估算樹干體積的方法，構(gòu)建的樹干曲面模型具有連續(xù)性，在計算樹干材積時不受分段高度的限制，具有較高的精確性。本發(fā)明精確計算的樹干材積能為準確提取樹干生物量、碳儲量與樹干量材優(yōu)化提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

需要說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案所做的其他修改或者等同替換，只要不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當中。