Método de reconstrucción 3D forestal basado en voxelización por láminas rotativas

LIU Yuanchi ,  

LI Wenkai ,  

LIU Hongliang ,  

LI Mingxuan ,  

摘要

La simulación de escenas tridimensionales de bosques ayuda a estudiar la relación entre la estructura del ecosistema forestal y la diversidad del ecosistema a escala estructural. La voxelización cúbica de los datos de nubes de puntos LiDAR es un método común de reconstrucción 3D del bosque, pero tiene desventajas como la sobreestimación del área foliar. Por ello, se propone un método mejorado de voxelización rotativa en láminas, y se realiza un estudio comparativo con el método tradicional de voxelización cúbica para explorar las diferencias en la precisión de la simulación de la estructura 3D del bosque. El estudio utiliza datos de escenas forestales virtuales y parcialmente reales, con la ayuda de modelos HELIOS++ (simulador de operaciones LiDAR de Heidelberg), VBRT (transferencia radiativa basada en voxeles) y PBRT (rastreado físicamente basado en rayos), para simular datos LiDAR aerotransportados e imágenes multiespectrales. Los resultados muestran que, en comparación con la voxelización cúbica, el modelo de hojas delgadas con rotación aleatoria mejora significativamente la apariencia realista del dosel arbóreo y muestra una mayor correlación con los datos de referencia en indicadores clave como la distribución de alturas de las nubes de puntos y la cobertura del dosel. El método mejorado de voxelización optimiza los efectos visuales y la precisión de los datos de teledetección virtual, contribuyendo a una reconstrucción 3D forestal detallada, con un buen potencial de aplicación en el estudio de la transferencia radiativa en bosques.

关键词

reconstrucción 3D forestal;LiDAR;LiDAR aerotransportado;LiDAR terrestre;voxelización

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