基于CT图像的土壤孔隙结构重构

• 作 者: 赵玥 刘雷 韩巧玲 赵燕东
• 机 构: 北京林业大学工学院,城乡生态环境北京实验室,林业装备与自动化国家林业局重点实验室
• 出 处: 农业机械学报
• 发表日期: 2018年S1期
• 关键词: 土壤 孔隙结构 三维重构 CT图像 移动立方体法 光线投射法 soil pore structure three-dimensional reconstruct
• 基金项目: 北京市科技计划项目(Z161100000916012),中央高校基本科研业务费专项资金项目(2015ZCQ-GX-04),国家自然科学基金项目(41501283),国家重点研发计划项目(2017YFD0600901),北京市共建项目

土壤孔隙的几何结构和空间特征决定了土壤的透气性和保水性,对土壤功能多样性和生态修复具有重要影响,但现有对土壤孔隙的研究中,缺乏可直观性和定量性对孔隙特征进行描述的工具和方法。针对这一问题,本文采用基于面绘制的移动立方体法(Marching cubes,MC)和基于体绘制的光线投射法(Ray casting,RC)还原土壤孔隙的几何形态和空间分布。以单个孔隙和不同孔隙密集程度的土壤孔隙CT图像为应用对象进行实验,结果表明,2种算法的重构效果均不受土壤样本孔隙密集程度的影响。其中,MC算法重构出的孔隙结