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Point-Tree Structure Genetic Programming Method for Discontinuous Function's Regression
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作者 Xiong Sheng-wu, Wang Wei-wuSchool of Computer Science and Technology, Wuhan University of Technology, Wuhan 430070, Hubei. China 《Wuhan University Journal of Natural Sciences》 CAS 2003年第S1期323-326,共4页
A new point-tree data structure genetic programming (PTGP) method is proposed. For the discontinuous function regression problem, the proposed method is able to identify both the function structure and discontinuities... A new point-tree data structure genetic programming (PTGP) method is proposed. For the discontinuous function regression problem, the proposed method is able to identify both the function structure and discontinuities points simultaneously. It is also easy to be used to solve the continuous function's regression problems. The numerical experiment results demonstrate that the point-tree GP is an efficient alternative way to the complex function identification problems. 展开更多
关键词 genetic programming symbolic regression point-tree structure
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结合深度学习和K-Means的行道树提取及单木分割研究
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作者 史志飞 高飞 +3 位作者 袁斌 吴言安 张树峰 谢荣晖 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第2期260-267,共8页
针对目前城市道路场景中行道树提取方法需要设置的参数较多以及树冠点云相互重叠难以精确分割的问题,文章采用一种行道树提取与单株木分割算法。首先通过布料滤波算法从原始点云中移除地面点,并利用半径滤波滤除离群点,去除地面点和噪... 针对目前城市道路场景中行道树提取方法需要设置的参数较多以及树冠点云相互重叠难以精确分割的问题,文章采用一种行道树提取与单株木分割算法。首先通过布料滤波算法从原始点云中移除地面点,并利用半径滤波滤除离群点,去除地面点和噪声点对行道树提取的影响;然后通过增加PointNet++网络的点集抽象模块(set abstraction,SA)提高模型特征提取能力,使模型更适用于行道树点云的提取,并利用改进后的网络从原始点云中提取行道树点云;最后结合密度聚类算法(density-based spatial clustering of applications with noise,DBSCAN)与K-Means算法对相互重叠的行道树点云进行分割,得到单株木信息。为验证该方法的有效性,以北京永昌路道路数据集进行训练测试。结果表明:改进后模型的行道树点云平均提取精度和交并比(intersection over union,IoU)分别提高了9.2%和15.1%,达到了94.5%、0.916;单木分割平均精度达到了91.3%。 展开更多
关键词 车载激光点云 行道树提取 单木分割 PointNet++ K-MEANS
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立木攀爬修枝机器人设计与试验
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作者 周志标 蒙丽雯 +1 位作者 郑贤 蒙艳玫 《农机化研究》 北大核心 2026年第2期1-10,共10页
立木在生长过程中保留过多的分枝会导致树势早衰,同时树枝生长过大会在树干内形成死节,进而影响树木成材。为了对立木进行自动化修枝,使修枝人员远离危险的修枝环境,设计了一种可定点修枝的立木攀爬修枝机器人。首先,确定了攀爬机构采... 立木在生长过程中保留过多的分枝会导致树势早衰,同时树枝生长过大会在树干内形成死节,进而影响树木成材。为了对立木进行自动化修枝,使修枝人员远离危险的修枝环境,设计了一种可定点修枝的立木攀爬修枝机器人。首先,确定了攀爬机构采用直行攀爬、修枝机构采用旋转修枝的设计方案,并通过SolidWorks软件完成了整机的虚拟样机设计;其次,对关键部件的基本结构参数和工作参数进行了计算,完成了关键零部件的选型,并求解了修枝机构中滑台调节距离和环轨旋转角度的方程式;最后,完成物理样机的加工和装配,并搭建了试验平台,对机器人的攀爬性能和修枝性能进行了验证。结果表明:机器人能够克服摩擦阻力、机器人重力和加速阻力沿模拟树干稳定攀爬,最高攀爬速度约为1.18 m/s,打滑率约为6.11%;适合在直径80~230 mm的树干上进行攀爬和修枝作业;可修剪树枝的最大直径约为40 mm,修枝后切口平整度达75%以上,残留的枝茬长度约为5 mm,证明了机器人设计的功能性和可行性。 展开更多
关键词 立木 攀爬修枝机器人 定点修枝
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基于局部空间结构的CHM树冠分割优化方法
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作者 严斐然 刘海波 +4 位作者 张苏 聂胜 荣经国 成思晋 董钊 《应用激光》 北大核心 2026年第2期96-105,共10页
针对利用冠层高度模型(canopy height model, CHM)分割树冠时存在树顶检测窗口敏感性以及欠分割或过分割问题,提出一种基于CHM和局部空间结构的树冠分割优化方法。首先分层构建多分辨率无凹坑CHM,然后利用半方差结合几何矩算法实现动态... 针对利用冠层高度模型(canopy height model, CHM)分割树冠时存在树顶检测窗口敏感性以及欠分割或过分割问题,提出一种基于CHM和局部空间结构的树冠分割优化方法。首先分层构建多分辨率无凹坑CHM,然后利用半方差结合几何矩算法实现动态窗口的单木树顶探测,继而采用半方差区域增长算法分割树冠,并耦合多种树冠形状指数模型优化树冠边界,实现树冠的精确提取,最后采用3种典型林型样地评估分割精度。实验结果表明,该方法在针叶林、阔叶林和针阔混交林的树冠分割中均表现良好,准确率分别为84.44%、90.57%和80.16%,优于传统分水岭算法和基于点云的分割算法。 展开更多
关键词 激光点云 树冠分割 冠层高度模型 半方差 区域增长
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基于地基激光雷达点云的桉树单木参数提取与地上碳储量测定
5
作者 范光鹏 许亮亮 +4 位作者 蔡会德 徐占勇 孟想 邵亚奎 卢峰 《林业科学》 北大核心 2026年第3期88-99,共12页
【目的】提出一种基于地基激光雷达点云的单木地上碳储量测定新方法,以解决同种树木不同个体因存在枝干形态和冠层结构差异增加异速生长方程估算单木材积或碳储量的不确定性问题,提升单木结构重建完整性和地上碳储量测量精度。【方法】... 【目的】提出一种基于地基激光雷达点云的单木地上碳储量测定新方法,以解决同种树木不同个体因存在枝干形态和冠层结构差异增加异速生长方程估算单木材积或碳储量的不确定性问题,提升单木结构重建完整性和地上碳储量测量精度。【方法】基于空间殖民建模思想重建桉树单木并测定地上碳储量,包括枝干分离、骨架提取与优化、三维重建、单木参数提取和地上碳储量计算等步骤。采用逐层判断和聚类方法分离主干和树枝点云,避免树木下垂分支导致的判断错误。通过优化与调整骨架去除细小冗余分支,对属于同一条树枝的近平行枝进行融合。利用Cardinal曲线插值算法补全骨架点云缺失部分,树木骨架膨胀生成单木高精度三维几何模型。基于单木枝干三维结构提取体积,结合实地采伐的41株桉树样木解析、称量与测定的木材密度和含碳率进一步转换为单木地上碳储量。【结果】基于地基激光雷达点云的单木地上碳储量测定新方法提取单木参数的精度为:树高测定值与参考值线性拟合R^(2)为0.94,CV(RMSE)为19.00%;胸径测定值与参考值线性拟合R^(2)为0.94,CV(RMSE)为19.00%;树干体积测定值与参考值线性拟合R^(2)为0.94,CV(RMSE)为19.00%;树枝体积测定值与参考值线性拟合R^(2)为0.95,CV(RMSE)为38.84%。单木地上碳储量测定值与参考值线性拟合R^(2)为0.96,CV(RMSE)为16.23%。【结论】通过提取桉树单木材积参数并与实测密度和含碳率结合测定碳储量,侧重解决桉树个体形态和结构造成的地上碳储量测定差异,可为林业数表编制、智慧林业及林业碳汇计量与交易提供技术支撑。 展开更多
关键词 地基激光雷达点云 树木结构 三维重建 空间殖民算法 地上碳储量
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基于机载激光雷达LiDAR的单株树高提取研究
6
作者 冷鸿天 施凯泽 +3 位作者 黄运荣 吴颜奎 昝建春 廖聪宇 《林业调查规划》 2026年第1期1-6,共6页
树高与林木的生物量、碳储量息息相关,测量树高是传统森林调查的痛点和难点,需要大量的工作量。使用机载LiDAR能方便地提取森林树高,极大地减少外业工作量。为了研究机载LiDAR提取树高的精度,以云南省红塔区为试验区,采集3个样地的样木... 树高与林木的生物量、碳储量息息相关,测量树高是传统森林调查的痛点和难点,需要大量的工作量。使用机载LiDAR能方便地提取森林树高,极大地减少外业工作量。为了研究机载LiDAR提取树高的精度,以云南省红塔区为试验区,采集3个样地的样木调查信息(包括树高、胸径、树种和位置)和点云数据,通过对点云数据进行去噪、重采样、地面点分类、点云归一化和单木分割等处理提取单株树高,并用外业调查数据进行验证。结果表明,机载LiDAR提取的树高信息具有极高精度,可达95%以上,完全可以满足实际调查的要求;在对林分样木进行单木分割时,F评分在70%~85%范围,且在不同样地中使用相同方法其参数分割效果存在显著差异,这可能与林分树高的分布特征和林木的形态有关。建立一个普适性较强、精度较高的机载LiDAR分割模型可极大地提升森林生物量和碳储量的反演精度。 展开更多
关键词 机载激光雷达LiDAR 单木分割 单株树高 点云数据
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曲面机械抛光回转对称非球面工件自定位方法
7
作者 胡国喜 金听祥 张宝 《工具技术》 北大核心 2026年第1期123-130,共8页
为保障回转对称非球面工件自定位的准确率,提高曲面的机械抛光效率,利用K维树结构对迭代最近点算法进行优化,基于优化后的算法设计工件自定位方法,再利用该方法进行工件的曲面机械抛光处理。通过对优化后的自定位方法进行实验,结果显示... 为保障回转对称非球面工件自定位的准确率,提高曲面的机械抛光效率,利用K维树结构对迭代最近点算法进行优化,基于优化后的算法设计工件自定位方法,再利用该方法进行工件的曲面机械抛光处理。通过对优化后的自定位方法进行实验,结果显示,该方法的定位准确率达到100%,且定位耗时仅需0.9 s。利用该方法对工件进行抛光处理,结果显示,使用该抛光技术后工件的粗糙度仅有0.23μm,光泽度提高40°。由上述结果可知,提出的自定位方法能够有效提高回转对称非球面工件自定位的准确率,从而提高抛光效率。 展开更多
关键词 曲面机械抛光 回转对称非球面工件 迭代最近点算法 K维树 自定位
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脱气处理对直流电缆电树放电演变临界击穿条件的影响
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作者 杨天宇 顾黄晶 +4 位作者 李海 陈韦蒙 何阳 李柏雨 赵谡 《绝缘材料》 北大核心 2026年第2期68-76,共9页
为研究脱气处理对直流电缆绝缘中电树枝生长与放电演化的影响,明确其在电树枝临界击穿过程中的作用机制,本文以不同脱气时间的交联聚乙烯(XLPE)样品为研究对象,基于局部放电实验数据,结合导数分析与自适应阈值法,量化电树枝生长速率与... 为研究脱气处理对直流电缆绝缘中电树枝生长与放电演化的影响,明确其在电树枝临界击穿过程中的作用机制,本文以不同脱气时间的交联聚乙烯(XLPE)样品为研究对象,基于局部放电实验数据,结合导数分析与自适应阈值法,量化电树枝生长速率与放电量的动态演化过程,并通过统计突变点识别击穿临界特征。结果表明:脱气处理可显著延缓电树枝生长,降低放电活跃性,并提高XLPE的击穿阈值。短时脱气样品中电荷更易快速积累并即时触发电树扩展,电树枝生长与放电演化呈同步性;而脱气充分时,陷阱捕获电荷与能量积累过程更突出,放电对电树枝扩展表现为明显滞后,并以阶段性积累—释放方式驱动临近击穿的快速演变。本研究所提出的分析方法可有效提升击穿点识别精度,为直流电缆的绝缘优化与健康监测提供理论依据。 展开更多
关键词 直流电缆 电树枝 局部放电 临界击穿点 故障预警
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基于Sentinel-2数据的森林火点识别方法研究
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作者 陈旭 陈旭辉 +4 位作者 杨廷俭 曾锦涛 郑越峰 聂海涛 陈升 《城市勘测》 2026年第1期126-132,共7页
森林火灾作为一种全球性的自然灾害,每年造成3 000万公顷以上的森林损失,快速、准确地识别森林火点对防灾减灾具有重要意义。基于Sentinel-2数据提出了一种融合多波段、多指数的森林火点识别方法。该方法通过决策树融合超蓝波段、短波... 森林火灾作为一种全球性的自然灾害,每年造成3 000万公顷以上的森林损失,快速、准确地识别森林火点对防灾减灾具有重要意义。基于Sentinel-2数据提出了一种融合多波段、多指数的森林火点识别方法。该方法通过决策树融合超蓝波段、短波红外波段、归一化燃烧比(NBR)、差分归一化火烧比率(dNBR)、归一化植被指数(NDVI)进而实现森林火点的精准识别。并以2022年韩国东海岸森林火灾、2023年希腊罗德岛森林火灾、2023年夏威夷毛伊岛森林火灾、2025年加拿大萨斯喀彻温省森林火灾为研究区进行识别实验。实验结果表明:该方法误判率低,精度高,能有效识别小范围火点,且能去除云、烟雾和温度扩散的干扰,为森林火点识别提供了有效的技术手段。 展开更多
关键词 Sentinel-2 森林火点 遥感监测 短波红外 决策树
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基于改进DGCNN的树木点云分割方法 被引量:1
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作者 刘超 卜鑫荣 +3 位作者 刘慧 杨官学 沈跃 徐婕 《南京农业大学学报》 CAS 北大核心 2025年第1期240-248,共9页
[目的]通过目标分割为果园喷雾机提供树木的表征信息,使喷雾机能够实现精准喷雾。在分割过程中,对苗圃中的树冠、树干等不同部位进行分割,可以帮助喷雾机对喷雾部分对靶,在果园或苗圃景观中实现自动导航以及精准喷药等操作。与图片相比... [目的]通过目标分割为果园喷雾机提供树木的表征信息,使喷雾机能够实现精准喷雾。在分割过程中,对苗圃中的树冠、树干等不同部位进行分割,可以帮助喷雾机对喷雾部分对靶,在果园或苗圃景观中实现自动导航以及精准喷药等操作。与图片相比,点云能够更好地表征树木的三维结构并且受照明条件影响小,因此针对点云树木设计分割算法更适合应用在果园、苗圃等室外环境作业的农业机械。[方法]本文基于DGCNN提出了一种分割精度准确、参数量小的树木点云分割网络——TSNet,它可以很容易被部署在果园喷雾机上。该网络主要具有以下特点:1)该网络是基于DGCNN改进的,可以更好实现点云分割任务;2)网络引入了连续递归门控卷积模块(g^(n)Conv),可以提高树木分割的准确率;3)为避免全局信息损失并增加信息传递效率,我们设计了权重通道用于特征传递。[结果]TSNet分割树木的mIoU达到90.08%,模型大小为0.72 M,优于PointNet、PointNet++、DGCNN、CurveNet、PointMLP和D-PointNet++等常用的点云分割算法。[结论]TSNet能够为苗圃树木检测识别和农业机器人作业提供更准确的感知信息。 展开更多
关键词 点云 树木分割 深度学习 精准喷雾 果园喷雾机
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动态环境下改进BIT^(*)算法的机器人路径规划 被引量:2
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作者 王晓军 崔锡杰 李晓航 《计算机工程与应用》 北大核心 2025年第7期361-369,共9页
针对批量通知树算法在小样本中搜索路径成功率低、大样本中规划效率低、路径冗余节点多以及无法躲避未知障碍物的问题,提出动态环境批量通知树算法。利用改进批量采样点策略将样本点均匀等间距处理,并改进批量采样点数量以及偏置采样点... 针对批量通知树算法在小样本中搜索路径成功率低、大样本中规划效率低、路径冗余节点多以及无法躲避未知障碍物的问题,提出动态环境批量通知树算法。利用改进批量采样点策略将样本点均匀等间距处理,并改进批量采样点数量以及偏置采样点位置,弥补搜索路径成功率低的缺点;加入惩罚项改进启发式函数,弥补路径规划效率低的缺点;再引入路径拉伸优化减少路径长度以及冗余节点,缩小采样范围。面对未知障碍物,利用反向生长搜索树先验信息提出临时目标点选取策略,并结合改进随机点、转向角以及新节点的快速扩展随机树(RRT)算法,避免重规划路径过分偏离以及不能及时躲避。与其他算法进行对比,结果表明:动态环境批量通知树算法规划路径成功率和效率更高,路径长度和拐点数更少,躲避未知障碍物性能更高,重规划路径更接近全局路径。 展开更多
关键词 批量通知树算法 反向生长搜索树 批量采样点策略 启发式函数 快速扩展随机树(RRT)算法 路径重规划
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运用Morphing变换提取地性线算法研究 被引量:2
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作者 赵彬彬 谢建湘 +2 位作者 张宏奎 王笠苇 王倩 《武汉大学学报(信息科学版)》 北大核心 2025年第1期174-183,共10页
由等高线获取山谷(脊)线对地形分析、坡度坡向计算和库区设计等应用具有重要的现实意义和非常高的生产价值。当前,面向等高线的地性线提取大多采用特征点连接法,其提取的地性线易与等高线发生空间逻辑冲突,在等高线弯曲形状较多变、较... 由等高线获取山谷(脊)线对地形分析、坡度坡向计算和库区设计等应用具有重要的现实意义和非常高的生产价值。当前,面向等高线的地性线提取大多采用特征点连接法,其提取的地性线易与等高线发生空间逻辑冲突,在等高线弯曲形状较多变、较复杂的区域,所获取的山谷(脊)线存在与等高线弯曲特征不符且偏离较严重等问题。因此,依据地理学第一定律分析了等高线整体形态及局部形状特征,基于Morphing变换技术,提出了一种兼顾地性线两侧等高线形状特征,同时顾及山谷(脊)特征点位置约束的地性线提取新方法。首先,凭借各等高线的高程及其层次关系构建等高线树,并根据等高线上节点凹凸属性进行等高线弯曲分割,以高效准确地提取地形特征点;然后,以地形特征点为界构建其两侧等高线各节点之间的极优映射关系;最后,以地形特征点为约束,采用基于渐变移位距离值的Morphing变换提取地性线。实验结果表明,该方法能准确地提取出完整的与实际地形相吻合亦兼顾等高线整体形态与走势的地性线。 展开更多
关键词 地理学第一定律 等高线树 地形特征点 地性线 Morphing变换
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基于图卷积神经网络的露天矿车道路边界检测算法 被引量:1
13
作者 秦学斌 许爱珍 周毓凡 《金属矿山》 北大核心 2025年第3期181-188,共8页
由于矿山道路没有路肩且道路边界线十分模糊,因此区分道路边界线之内的可行驶区域与边界线以外的非可行驶区域成为亟待解决的问题。为提升露天矿车行驶的安全性,提出了一种基于图卷积神经网络的露天矿车道路边界检测算法。首先利用kd-t... 由于矿山道路没有路肩且道路边界线十分模糊,因此区分道路边界线之内的可行驶区域与边界线以外的非可行驶区域成为亟待解决的问题。为提升露天矿车行驶的安全性,提出了一种基于图卷积神经网络的露天矿车道路边界检测算法。首先利用kd-tree算法和基于体素化的八叉树滤波算法构成的复合索引结构对点云数据进行精简和滤波,剔除点云数据中的异常点和高噪声点;再通过基于K-means聚类对精简后的点云数据进行图卷积神经网络运算提取出地面点,非地面点通过聚类方法寻找邻域构成三角面,利用三角面的法向量拟合非地面即得到曲面;最后计算拟合最优地面和非地面的交线即为所求的道路边界线。试验结果表明:提出的道路边界检测算法能很好地检测出边界线,为矿山道路无人驾驶提供安全范围,有助于提升无人运行矿车驾驶的安全性。 展开更多
关键词 点云滤波 kd-tree算法 K-MEANS聚类 图卷积网络 边界线检测
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三维激光点云数据索引和近邻查询方法研究
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作者 李松 吴楠 +2 位作者 靳海鹏 张丽平 孙广路 《武汉大学学报(信息科学版)》 北大核心 2025年第11期2295-2302,共8页
为了解决激光点云数据分布不均匀和点云数据近邻查询效率较低的问题,提出了一种基于激光点云索引结构的近邻查询方法。基于Z曲线,该方法首先将激光点云数据信息传递到由局部KD树和局部八叉树组成的KD_ZoC索引结构中,在对激光点云数据进... 为了解决激光点云数据分布不均匀和点云数据近邻查询效率较低的问题,提出了一种基于激光点云索引结构的近邻查询方法。基于Z曲线,该方法首先将激光点云数据信息传递到由局部KD树和局部八叉树组成的KD_ZoC索引结构中,在对激光点云数据进行划分时,根据节点的Z地址形成最小立方体,并进一步将空间划分为子空间。其次,为了实现数据的快速检索,采用局部KD树和局部八叉树的方式对叶子节点进行分组,并根据提出的八分圆域进一步减少数据点的数量。最后,将数据存储到链表中,并结合数据的Z地址实现高效的数据近邻查询。理论研究和实验结果表明,所提出的方法能有效地将激光点云下的近邻查询效率提高20%。此外,相比于传统查询方法,八分圆域划分方法能够有效地剪枝对查询结果无影响的数据点从而实现数据点的二次精炼。 展开更多
关键词 激光点云数据 KD树 八叉树 近邻查询 Z曲线
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等高线弯曲几何结构剖分的地形特征点与地形分支提取
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作者 赵彬彬 朱哲 刘广 《地球信息科学学报》 北大核心 2025年第10期2422-2439,共18页
【目的】现实世界的地形千变万化,提取地形特征点时,合理的弯曲划分是提取地形特征点的关键环节,其中伪弯曲划分对准确提取地形分支、地性线至关重要,现有研究采用单一的合并方式对伪弯曲进行处理,然而真实的地形形态复杂多样,致使单一... 【目的】现实世界的地形千变万化,提取地形特征点时,合理的弯曲划分是提取地形特征点的关键环节,其中伪弯曲划分对准确提取地形分支、地性线至关重要,现有研究采用单一的合并方式对伪弯曲进行处理,然而真实的地形形态复杂多样,致使单一的伪弯曲合并方法适用性有限,无法准确提取不同地形场景中的地形分支。此外,受限于数据精度,基于几何指标的方法提取地形特征点易受噪声点和指标自身相互干扰等影响,因而,提取理想地形特征点仍然具有相当挑战。【方法】本文基于约束Delaunay三角网识别等高线弯曲建立一种兼顾等高线两侧弯曲几何结构的弯曲多叉树模型,进而运用该模型甄别3种不同伪弯曲类型,并针对不同地形条件下的伪弯曲现象进行识别与处理。该方法依据约束Delaunay三角网的结构对伪弯曲进行分类,进而对地形分支做出准确的识别,使得地性线的分布符合“叶脉状”地貌结构特征。在此基础上,本文提出加权指标法,旨在降低噪声点及指标间相互干扰对地形特征点提取的影响。【结果】本文选取3处地形复杂区域进行实验,通过将弯曲多叉树模型同约束Delaunay三角网结合,识别地形分支并提取地形特征点,定量评价表明:①在地形特征点提取方面,本文加权指标法相较于指标计算法和多准则法,绝对误差显著降低,残差分布方差减小10%~55%,有效抑制了噪声点对地形特征点选取的干扰;②在地形分支提取方面,本文方法提取的地性线总长度更长,地形分支完整性相较于其他方法增加了9%~44%,更全面地反映了实际地形的复杂分支结构。【结论】本文提出的伪弯曲划分方法能准确识别地形分支,地形特征点提取精度亦显著优于当前基于几何指标的方法,经过伪弯曲划分后所提取的地性线形态与实际地形吻合度更高,结构性更强。 展开更多
关键词 等高线 伪弯曲 几何结构 约束Delaunay三角网 地形分支 地形特征点 地性线 多叉树
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基于激光点云的梨树单木分割方法研究
16
作者 彭秀媛 沙守峰 +4 位作者 白冰 姚磊 鞠博闻 左越 明烺 《园艺与种苗》 2025年第1期1-3,81,共4页
[目的]针对梨树单木分割的技术难题,如树冠交叠严重及复杂地形影响等,融合地形高程、冠层高度等多维特征,构建适用于复杂地形的多维空间模型,并优化冠层高度模型(CHM)。[方法]评估了3种分割方法:基于CHM的分水岭算法、基于点云数据的距... [目的]针对梨树单木分割的技术难题,如树冠交叠严重及复杂地形影响等,融合地形高程、冠层高度等多维特征,构建适用于复杂地形的多维空间模型,并优化冠层高度模型(CHM)。[方法]评估了3种分割方法:基于CHM的分水岭算法、基于点云数据的距离判别聚类算法,以及基于CHM的种子点生长算法。[结果]基于优化后的CHM的种子点生长算法在复杂果园环境中表现最佳,准确率达0.85,分割精度达0.8,显著优于其他方法。[结论]为果园精准管理和智慧农业发展提供了可靠的技术支撑。 展开更多
关键词 单木分割 激光点云 冠层高度模型
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基于TLS LiDAR点云的3类桃树冠层特征分析 被引量:2
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作者 钟丹 李宗南 +3 位作者 王思 陈鸿文 邱霞 雷舒惋 《中国农机化学报》 北大核心 2025年第2期181-186,共6页
为实现标准化栽培桃树叶幕稳定时期冠层特征的快速定量评估,利用TLS LiDAR采集主干形、开心形与Y字形桃树点云数据,计算冠幅面积、纵横比、有效叶面积、叶面积指数、覆盖度、株高等描述冠层总体特征的6项指标,并统计各层叶面积随高度变... 为实现标准化栽培桃树叶幕稳定时期冠层特征的快速定量评估,利用TLS LiDAR采集主干形、开心形与Y字形桃树点云数据,计算冠幅面积、纵横比、有效叶面积、叶面积指数、覆盖度、株高等描述冠层总体特征的6项指标,并统计各层叶面积随高度变化的分布特征。结果显示:基于点云计算的6项指标能准确反映3类树形桃树冠层总体特征,垂直分布特征符合各树形冠层生长形态;与实测的株高和LAI相比,基于点云的计算结果相对精度分别为98.3%和91.7%。该研究测试多项定量评估果树冠层特征的指标,为桃树标准化栽培提供关键数字化技术支持。 展开更多
关键词 LIDAR点云 桃树 冠层特征 特征指标 标准化栽培
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大型散货料堆粗-精结合的三维点云优化配准方法
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作者 曹小华 崔鹏 +1 位作者 侯文晟 刘永刚 《制造业自动化》 2025年第6期164-172,共9页
针对港口大型散货料堆多激光雷达的点云配准问题,提出一种基于改进快速点特征直方图(FPFH)的采样一致性初始粗配准(SAC-IA)与基于k-维树(k-d树)加速的迭代最近点精配准(ICP)粗-精结合的点云自动配准算法。首先针对大型散货料堆点云数据... 针对港口大型散货料堆多激光雷达的点云配准问题,提出一种基于改进快速点特征直方图(FPFH)的采样一致性初始粗配准(SAC-IA)与基于k-维树(k-d树)加速的迭代最近点精配准(ICP)粗-精结合的点云自动配准算法。首先针对大型散货料堆点云数据噪声点、数据量大的问题,对三维点云进行滤波和下采样;其次针对初始位置相差较大的问题,提出基于改进快速点特征直方图的采样一致性粗配准算法;最后针对精配准时间长的问题,提出一种基于k-维树加速的迭代最近点精配准算法。实验结果表明,提出的配准算法与ICP算法、4PCS算法、SAC-IA-ICP算法相比,船舱料堆配准时间分别减小了94.3%、93.3%、66.59%,堆场料堆配准时间分别减小了81%、90.13%、47.99%,船舱料堆配准误差分别减小了84.39%、1.25%、28.19%,堆场料堆配准误差分别减小了90.34%、3.15%、13.04%,具有较好的配准效果。 展开更多
关键词 散货料堆 点云配准 快速点特征直方图 采样一致性初始粗配准算法 k-维树迭代最近点精配准算法
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基于手持激光点云数据的园林树木参数关系模型 被引量:1
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作者 郭泽宇 唐丽玉 陈季委 《应用激光》 北大核心 2025年第5期138-147,共10页
城市园林树木的结构参数是研究其表型学、生态功能和景观功能的重要信息,要获取立木的多个结构参数,测量成本较高。通过建立树木参数间关系,利用某一参数可以预估另外参数,降低成本。以福州市仓山区金山公园美丽异木棉为研究对象,利用... 城市园林树木的结构参数是研究其表型学、生态功能和景观功能的重要信息,要获取立木的多个结构参数,测量成本较高。通过建立树木参数间关系,利用某一参数可以预估另外参数,降低成本。以福州市仓山区金山公园美丽异木棉为研究对象,利用便携式手持激光雷达扫描系统,获取高精度的树木结构三维点云数据,经过点云预处理,分割出目标对象的点云,然后采用人机交互方式提取树高、胸径、冠幅和枝下高。通过皮尔逊方法分析,胸径与树高和冠幅间相关性显著。利用这些数据,采用线性函数、对数函数、指数函数、幂函数、二项式函数、三项式函数分别拟合胸径与树高、冠幅的关系模型,根据拟合函数的样本统计量和一致性检验值选择其中最符合预期的函数模型并采用精度检验方法评价该模型的泛化能力。研究结果为:最优树高-胸径模型为H=8.66536e^(0.01313D);最优冠幅-胸径为C_(W)=-38.65076+4.35806D-0.12789D^(2)+0.00124D^(3)。 展开更多
关键词 城市园林树木 激光点云 植物参数 美丽异木棉
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一种基于点云数据的单木几何参数提取方法
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作者 李恒源 季民 +2 位作者 李婷 范相如 房振 《中国农机化学报》 北大核心 2025年第8期97-102,共6页
针对传统人工测量方法获取树木尖削度和垂直度参数误差大、效率低的问题,提出一种基于点云数据的单木尖削度和垂直度提取方法。通过对单木树干切片并投影到二维平面,利用密度聚类算法对其进行聚类,并提取主干点云簇。根据点云簇的分布形... 针对传统人工测量方法获取树木尖削度和垂直度参数误差大、效率低的问题,提出一种基于点云数据的单木尖削度和垂直度提取方法。通过对单木树干切片并投影到二维平面,利用密度聚类算法对其进行聚类,并提取主干点云簇。根据点云簇的分布形态,采用RANSAC(随机抽样一致算法)生成最佳拟合圆。通过不同高度处的主干最佳拟合圆直径,基于STM(分段削度法)进行树木尖削度计算,通过连接相邻切片的圆心实现单木主干骨架线提取,并对单木主干骨架线拟合,实现单木垂直度计算。结果表明,尖削度计算的决定系数R2可达0.8253,垂直度计算的决定系数R2可达0.8171。所提方法为提取树木的尖削度和垂直度两项几何参数提供新的方法和手段。 展开更多
关键词 单木 激光点云 骨架模型 尖削度 垂直度
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