作者：张 鹤， 李东升， 陈爱军
作者单位：中国计量大学计量测试工程学院，浙江 杭州 310018
关键词：三维激光扫描技术; 模拟树枝点云分段; 碳汇测量; Alpha-Shapes 算法; 树木三维重建
摘要：
针对树木与树枝分叉部分体积计算困难，三维扫描建模易产生黏连现象等问题，提出一种 Alpha-Shapes 分 段改进算法。通过三维激光扫描技术获取三维模拟树枝的点云数据，利用 Alpha-Shapes 算法计算出三维模拟树枝的 点云边缘轮廓并进行三维重建，利用分段算法对三维重建数据进行体积分割计算，通过点云最高层补偿以此保证分 段算法的准确度。最后用 Alpha-Shapes 算法计算各个分段体积并进行累加。实验使用标准塑料直管段、三通管段 和四通管段对树干以及树枝的分叉情况进行模拟并通过扫描真实树枝进行验证，通过三维激光扫描技术获取点云数 据，实验充分考虑树枝分叉情况、检测精度、黏连问题，结合不同模拟树枝分叉特点，对比选择最合适的半径 α 值与 分段高度 β 值。实验表明该改进算法的体积计算误差值在 4%~5% 之间，较改进前降低 5%。
