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植物是自然界最常见的景观之一，对植物形态及生长发育进行建模，一方面对于探索植物生长过程的规律，深化对农学、植物学的研究具有重要的意义；另一方面，植物建模技术已在艺术设计、动画制作等领域广泛应用。但是，植物枝体细小而且错综复杂，获取精确的形态参数非常困难。当前，在各个建模领域，基于三维激光扫描数据的建模方法是解决建模精度的有效方法之一，而且植物枝体和叶子形状比较规范，通过少量精确表面数据可以获得代表其形态特征的骨架数据，因此，本文研究一种基于三维激光扫描仪获得的点云数据的植物骨架提取和形态建模方法。
本文在三维激光扫描仪获得的数据上.针对植物枝体形态的特点，提出了一个基于柱面的Hough变换骨架提取方法，然后用基于骨架点的曲面建模方法对其进行重建，同时解决了分支间过渡曲面重建问题，取得了较逼真的效果；还利用植物叶子的图像，提出了一个基于分水岭的叶脉骨架提取方法。主要工作如下：
1)在研究分析了三维激光扫描仪获得的植物枝体表面数据的特点及常规Hough变换原理后，利用基于Hough变换的圆检测算法及基于柱面Hough变换的圆柱检测算法，并把这两个算法应用在植物枝体的骨架提取上，首先利用人机交互地分割出植物枝体的枝干，对每一枝干先用基于Hough变换的圆检测算法提取出首两个骨架点，之后用基于柱面Hough变换的圆柱检测算法连续提取出枝干余下的骨架点，最后构成了整个植物枝体的骨架。
2)针对植物叶脉图像，提出了基于分水岭的叶脉骨架提取方法，首先对图像进行预处理，提取出叶片的轮廓，然后运用基于分水岭的叶脉骨架提取方法提取出叶子的主脉和侧脉，最后通过膨胀腐蚀等数学形态学方法对叶子的叶脉骨架线进行后处理，从而获得叶脉的骨架。
3)在获得植物枝体三维骨架点的型值点和型值半径的基础上，利用球样条思想，对每个型值点根据其型值半径进行圆环恢复，并对相邻圆环进行拼接，从而生成具有植物枝体形态的三角片曲面，实现了基于骨架点的简单曲面建模；还研究了两圆柱面的交线方程，实现了主干与支干交接处的曲面过渡。