一种三维可视化辅助古树复壮的方法及装置与流程

本申请涉及计算机图形处理，尤其是涉及一种三维可视化辅助古树复壮的方法及装置。

背景技术：

1、古树是人类社会变迁的历史见证，是树种资源的珍贵基因库，对当地绿化树种规划和改善生态环境起着重要的作用。保护一棵古树就是保护一部自然与社会发展历史，是保存一件珍贵古老的历史文物，也是保护人类赖以生存的环境，为子孙后代留下宝贵的财富。古树是指生长百年以上的老树。

2、古树是不可再生的“活文物”及自然遗产资源，古树的主干主枝是保证古树健康生长的重要部分。目前，关于古树的树洞修补、大枝修剪、支撑、拉纤等措施方案的确定方法主要凭借人员的现场诊断经验；复壮方案主要是以拍摄的照片或二维的图纸为施工依据。但拍摄的照片或二维的图纸，不能够从整体上，直观展示古树主干主枝的情况。

3、因此，亟需可解决上述问题的一种三维可视化辅助古树复壮的方法及装置。

技术实现思路

1、针对相关技术中所存在的不足，本申请提供一种三维可视化辅助古树复壮的方法及装置，该方法解决传统方式中照片和二维图纸不能从整体、直观反映古树主干主枝情况的问题。

2、本申请第一方面提供了一种三维可视化辅助古树复壮的方法，应用于服务器中，方法包括：获取空间的点云数据，所述空间为目标树木对应的空间；根据点云数据提取目标树木的第一点云数据；第一点云数据包括树干点云数据、树枝点云数据以及树叶点云数据；对第一点云数据中树叶点云数据进行分离处理，得到第二点云数据；第二点云数据包括树干点云数据和树枝点云数据；将第二点云数据中的各个点云数据构建成面片，对面片进行平滑处理，得到第三点云数据；去除第三点云数据中与树枝点云数据未连接的枝干点云数据，得到第四点云数据；对第四点云数据中树干点云数据进行平滑处理，得到第五点云数据，以便于构建目标树木的主干主枝模型，进而展示所述主干主枝模型。

3、采用上述技术方案，通过建立古树的主干主枝模型，可从整体上直观反馈古树主干主枝的情况，解决了传统方式中照片和二维图纸不能从整体、直观反映古树主干主枝情况的问题；便于工作人员根据古树的主干主枝模型制定复壮方案。

4、本申请第二方面提供了一种三维可视化辅助古树复壮的装置，装置为服务器，服务器包括接收单元、处理单元以及展示单元；接收单元，获取空间的点云数据，所述空间为目标树木对应的空间；处理单元，根据点云数据提取目标树木的第一点云数据；第一点云数据包括树干点云数据、树枝点云数据以及树叶点云数据；对第一点云数据中树叶点云数据进行分离处理，得到第二点云数据；第二点云数据包括树干点云数据和树枝点云数据；将第二点云数据中的各个点云数据构建成面片，对面片进行平滑处理，得到第三点云数据；去除第三点云数据中与树枝点云数据未连接的枝干点云数据，得到第四点云数据；展示单元，对第四点云数据中树干点云数据进行平滑处理，得到第五点云数据，以便于构建目标树木的主干主枝模型，进而展示所述主干主枝模型。

5、采用上述技术方案，通过建立古树的主干主枝模型，可从整体上直观反馈古树主干主枝的情况，解决了传统方式中照片和二维图纸不能从整体、直观反映古树主干主枝情况的问题；便于工作人员根据古树的主干主枝模型制定复壮方案。

6、可选的，接收单元包括扫描子单元，扫描子单元是利用背包式激光雷达从多个角度对目标树木进行扫描，获取空间的点云数据。

7、采用上述技术方案，背包式激光雷达在对目标树木进行三维激光扫描时，通过在目标树木周围移动，从多个角度对目标树木进行扫描，确保将目标树木的数据都进行扫描。

8、可选的，处理单元还包括第一创建子单元，第一创建子单元是消除第二点云数据中离散的点云数据；利用第二点云数据中各个点云数据创建单元面，构建成第一面片，对第一面片进行第一次平滑处理，得到第一次平滑处理的第一面片；对第一次平滑处理的第一面片进行填孔处理，构建成第二面片，对第二面片进行第二次平滑处理，得到第三点云数据。

9、采用上述技术方案，将采集的点云数据中的点云构建成面，去除离散的点云数据；得到比较完整的面，便于后续对点云数据的处理。

10、可选的，展示单元还包括第一处理单元，第一处理单元对第五点云数据中的点云数据进行片面化处理，得到片面化处理的第五点云数据；对片面化处理的第五点云数据进行第三次平滑处理，得到目标树木的主干主枝模型。

11、采用上述技术方案，在构建主干主枝的模型之前，会对主干主枝的数据进行细分，便于后续模型的构建。

12、可选的，展示单元还包括第一展示子单元，第一展示子单元为根据目标树木对应的主干主枝模型，从预设模型库中匹配得到主干主枝模型对应的复壮方案；向用户展示目标树木的复壮方案。

13、采用上述技术方案，根据目标树木的模型匹配与之对应的复壮方案，便于用户根据复壮方案对目标树木制定对应的实施方案。

14、可选的，预设模型库是根据历史树木模型与历史树木模型对应的复壮方案构建而成，预设模型库包括主干主枝模型和复壮方案的对应关系。

15、采用上述技术方案，构建预设模型库便于用户根据主干主枝模型快速匹配与之对应的复壮方案。

16、可选的，展示单元还包括第二处理子单元，第二处理子单元是根据目标树木的主干主枝模型，计算主干主枝模型中任意一个主干主枝的重量；处理单元包括第一判断子单元，当重量大于或等于预设重量阈值时，将重量对应的主干主枝作为目标树木设置支撑点的位置。

17、采用上述技术方案，根据目标树木模型，计算目标树木模型中支撑点的位置，确定支撑点位置后，在支撑点位置设置支撑设备，减少使用支撑设备的数量和成本。

18、可选的，接收单元，对目标树木进行编号；获取目标树木的品种和树龄；处理单元，将目标树木的品种、树龄、编号以及主干主枝模型建立关联关系，展示所述主干主枝模型和所述关联关系。

19、采用上述技术方案，通过对目标树木进行编号，便于后续对目标树木的相关信息进行查询。

20、本申请第三方面提供一种电子设备，电子设备包括处理器、存储器、用户接口及网络接口，存储器用于存储指令，用户接口和网络接口用于给其他设备通信，处理器用于执行存储器中存储的指令，使得一种电子设备执行如本申请第一方面任意一项的方法。

21、本申请第四方面提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有指令，当指令被执行时，执行本申请第一方面任意一项的方法。

22、与相关技术相比，本申请的有益效果是：通过建立三维的古树的主干主枝模型，可从整体上直观反馈古树主干主枝的情况；解决了传统方式中照片和二维图纸不能从整体、直观反映古树主干主枝情况的问题；然后，根据目标树木的模型匹配与之对应的复壮方案；工作人员根据匹配的复壮方案对目标树木制定复壮方案的实施方案；还可根据目标树木制定对应的复壮方案。

技术特征：

1.一种三维可视化辅助古树复壮的方法，其特征在于，应用于服务器中，方法包括：

2.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述获取空间的点云数据，所述空间为目标树木对应的空间；具体包括：

3.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述将第二点云数据中的各个点云数据构建成面片，对面片进行平滑处理，得到第三点云数据；具体包括：

4.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述构建目标树木的主干主枝模型，具体还包括：

5.根据权利要求1的方法，其特征在于，在所述构建目标树木的主干主枝模型之后；所述方法还包括：

6.根据权利要求5的方法，其特征在于，预设模型库是根据历史树木模型与历史树木模型对应的复壮方案构建而成，预设模型库包括主干主枝模型和复壮方案的对应关系。

7.根据权利要求1的方法，其特征在于，方法还包括：

8.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，方法还包括：

9.一种三维可视化辅助古树复壮的装置，其特征在于，装置为服务器，服务器包括接收单元、处理单元以及展示单元；

10.一种电子设备，其特征在于，包括处理器、存储器、用户接口及网络接口，存储器用于存储指令，用户接口和网络接口用于给其他设备通信，处理器用于执行存储器中存储的指令，以使电子设备执行如权利要求1-8任意一项的方法。

技术总结
本申请提供一种三维可视化辅助古树复壮的方法及装置，应用于服务器中，获取空间的点云数据，空间为目标树木对应的空间；根据点云数据提取目标树木的第一点云数据；第一点云数据包括树干点云数据、树枝点云数据以及树叶点云数据；对第一点云数据中树叶点云数据进行分离处理，得到第二点云数据；第二点云数据包括树干点云数据和树枝点云数据；将第二点云数据中的各个点云数据构建成面片，对面片进行平滑处理，得到第三点云数据；去除第三点云数据中与树枝点云数据未连接的枝干点云数据，得到第四点云数据；对第四点云数据中树干点云数据进行平滑处理，得到第五点云数据，以便于构建目标树木的主干主枝模型，进而展示主干主枝模型。

技术研发人员：张新宇,盖艺方,李莹,朱志红,梁艺萌,许鹏飞,段文军,田艳春,马嫒馨,穆子慧
受保护的技术使用者：北京市园林古建设计研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13