0.009)F (1)[E]F(0.2) 2) 基于L-系統(tǒng)的產(chǎn)生式規(guī)則語法，根據(jù)量取的各級(jí)枝條的形態(tài)結(jié)構(gòu)參數(shù)(包括枝條長 度、分枝角、方位角及各級(jí)枝條生長節(jié)間長度)提取樹木主要枝干部分的產(chǎn)生式規(guī)則即以公 理中定義的生長節(jié)點(diǎn)為基礎(chǔ)，對(duì)一二級(jí)枝條的生長規(guī)律運(yùn)用L-系統(tǒng)的產(chǎn)生式規(guī)則語法進(jìn)行 定義，本案例中三維樹模型的枝干產(chǎn)生式規(guī)則如下： ① A->[+(50)!(0.0067)&(48)F(0.75)[F(0.5)[ /(-220)&(42.5)L]F(0.63)[A(0)]F (0.57)[a]F(0.67) A(0)] -(30)F(1)[A(0)] +(25)F(0.5) [/(-220) &(38)L]&(20)F (0.48)[ /(-50) &(48)L] /(25)F(0.4)[ /(-230) &(48)L]-(45)F(0.375)A(0)] ② B->[!(0.006)/(30)&(56)F(0.4)[/(-220)&(38)L]F(0.35)[A(0)]&(15)F(0.5)[/ (-50)&(48)L]~ (15)F(l)b]/(105)[!(0.0067)&(41)F(0.4)[/(-260)&(38)L]F(0.35)[/(150)A(0)]& (25)F(0.5)[/(-90)&(48)L]'(15)F(0.5)[A(0)]'(25)F(0.5)[L]-(35)F(0.875)b]/(80)[! (0.005)/(30)&(61.9)F(0.4)[A(0)]F(1)[/(-150)&(38)L]F(0.55)b] ③ C->[+(50)!(0.0067)&(48)F(0.4)[/(-220)&(38)L]F(0.35)[A(0)]-(30)F(0.6) [/(-60)&(48)L]F (0.4)[A(0)]+(25)F(0.5)[/(-230)&(52)L]&(20)F(0.5)[/(-50)&(38)L]/(25)F(0.5) [/(-220)&(38)L]+(45)F(0.4)A(0] ④ D->/(164)[ !(0.006)/(30)&(56)F(0.4)[/(-250)&(38)L[A(0)]]F(0.35)[/(95r (40)A(0)]&(15)F (0.5)[/(-90)&(48)L[A(0)]]'(15)F(0.5)[A(0)][/(-30)&(38)L[A(0)]]F(0.5)[A (0)]] /(180)[!(0.0067)&(48) F(0.4)[/(-270)&(38)L[A(0)]]F(0.35)[A(0)]-(30)F (0.6)[/(-60)&(48)L[A(0)]]F(0.4)[A(0)]+(25)F(0.5)[ /-230) &(52)L] &(20)F(0.5) [/(-50) &(38)L]/(25)F(0.5)[ /(-220) &(38)L]-(30)F(0.4)A(0)] ⑤ E->[ !(0.007)/(30)&(47.5)F(0.4)[/(-250)&(38)L[A(0)]]F(0.35)[/(95r(40) A(0)]&(15)F(0.5)[ /(-250)&(48)L[A(0)]]'(15)F(0.5)[/(-90)&(48)L[A(0)]]F(0.5)b]/(180)[! (0.008)&(42.3)F(0.4)[/(-250)&(38)L[A(0)]]F(0.35)[/(95)'(40)A(0)]&(25)F(0.5)[/ (-250)&(48)L[A(0)]]'(15)F(0.5)[/(95)'(40)L]'(25)F(0.5)[/(-230)&(52)L[A(0)]]-(35)F(0.875)b]/(80)[!(0.005)/(30)&(48)F(0.4)[/(95)~(40)L]F(0.6)[/(-230)&(52)L [A(0)]]F(0.3)[L]F(0.45)b] ⑥ b->!(0.005*vr)F(0.25)[&(a)F(0.625)A(0)]/(dl)[&(a)F(0.75)A(0)]/(dl)[& (a)F(0.625)A(0)] ⑦ A(t):(t〈n)->!(0.00375*vr)F(0.5)[&(b)F(0.25)A(t+l)]/(d2)[&(b)F(0.5)A(t +2)] ⑧ A(t):(t==n)->A(t+l)X ⑨ F(l)->F(l*lr) ⑩ ?。╳)->!(w*vr) 3)采用龜形解譯算法，根據(jù)步驟111和步驟112的公理和產(chǎn)生式規(guī)則，生成樹木枝干系 統(tǒng)的三維模型，模型見圖3。
[0028] (3)樹木冠層局部組分的點(diǎn)云數(shù)據(jù)及相應(yīng)器官紋理圖片的獲取 1) 對(duì)于樹木葉片點(diǎn)云數(shù)據(jù)的獲取，先采集樹木上具有代表性的一年生和兩年生的包含 葉片的單簇枝條，然后將其豎直固定在光線較為溫和的環(huán)境中（室內(nèi)開燈的環(huán)境）； 2) 枝條固定后，利用Artec Eva手持激光掃描儀獲取葉片的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，其過程為由上至 下，即先掃描采集的單簇枝條最上層的葉片，確定該層采集的葉片可以使用后，將枝條上該 層的葉片摘除，接著掃描下一層葉片，本案例中采集枝條的葉片共有四層，采用這種方式依 次類推直至枝條上四層葉片的點(diǎn)云數(shù)據(jù)獲取完成，利用這種逐層掃描的方式在獲取葉片點(diǎn) 云數(shù)據(jù)的同時(shí)也獲得了葉片在枝條上的著生姿態(tài)信息，使得后續(xù)樹模型構(gòu)建時(shí)，樹葉的掛 接能夠保持其實(shí)際的著生姿態(tài)； 3) 量取枝條上不同層樹葉生長節(jié)點(diǎn)間的距離，為后續(xù)不同層樹葉掛接提供可靠參數(shù)； 4) 對(duì)于枇杷樹果實(shí)的獲取，采集樹木上具有代表性的果實(shí)(采集時(shí)果實(shí)要包含果柄，這 樣做的目的是便于后續(xù)掃描果實(shí)的垂吊），將果實(shí)垂吊在光線較為溫和的環(huán)境中，然后利用 Artec Eva手持激光掃描儀獲取，掃描過程中要保持果實(shí)靜止不動(dòng)； 5) 利用手持激光掃描儀獲取點(diǎn)云數(shù)據(jù)的同時(shí)可以獲得相應(yīng)對(duì)象的紋理圖片，其直接獲 取的紋理圖片飽和度較低，需要利用Photoshop軟件對(duì)紋理圖片飽和度的調(diào)高，調(diào)整完成后 將紋理圖片另存為具有Alpha通道的透明紋理； (4) 利用相關(guān)軟件處理點(diǎn)云數(shù)據(jù)及基于點(diǎn)云數(shù)據(jù)精細(xì)三維模型的生成 基于點(diǎn)云數(shù)據(jù)的冠層局部組分三維模型的構(gòu)建過程如圖2所示。
[0029] 1)首先利用Artec Studio軟件對(duì)采集的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，主要包括點(diǎn)云數(shù)據(jù) 的拼接、過濾和融合，其中對(duì)于邊緣光滑的葉片或者表面光滑的果實(shí)在預(yù)處理的融合步驟 中選擇Smooth Fusion的方法，其它選擇Sharp Fusion的方法，隨后將預(yù)處理的點(diǎn)云數(shù)據(jù)采 用Delaunay三角剖分的算法進(jìn)行網(wǎng)格重構(gòu)，同時(shí)生成網(wǎng)格模型對(duì)應(yīng)的UV紋理坐標(biāo)，完成上 述處理內(nèi)容后導(dǎo)出〇b j格式的三維網(wǎng)格模型文件； 2)將第一步中導(dǎo)出的obj文件導(dǎo)入到Geomagic Studio軟件，對(duì)初始形成的三維格網(wǎng)文 件進(jìn)行網(wǎng)格的簡化(減少構(gòu)成網(wǎng)格模型三角形的數(shù)目），在保持葉片和果實(shí)形狀不發(fā)生改變 的前提下，面片數(shù)量盡可能少。在本案例中，簡化后每片樹葉所包含的面片數(shù)為60左右能夠 保持葉片形狀不發(fā)生改變，每個(gè)枇杷果實(shí)的面片數(shù)為50