Моделирование трехмерных сцен лесных участков по данным лазерного сканирования и аэрофотоснимкам


https://doi.org/10.15217/issn1684-8853.2015.6.40

Полный текст:


Аннотация

Постановка проблемы: визуализация растительности в трехмерных ландшафтных сценах является нетривиальной задачей в силу сложной структуры ветвления у различных пород деревьев. Пакеты общего назначения не позволяют разрабатывать модели растительности без определенных навыков работы. Специальные пакеты, такие как геоинформационные системы, используют укрупненные графические примитивы для описания формы крон деревьев. В связи с этим возникает задача разработки правил ветвления как для хвойных, так и для широколиственных пород деревьев. Результаты: описан процесс моделирования трехмерных сцен лесных участков по данным лазерного сканирования и аэрофотоснимкам, которые дают информацию о форме кроны дерева, высоте лесного полога и типе ландшафта с применением правил классификации лазерных данных. Правила построены на разбиении исходного облака точек на трехмерные кубы - вокселы. Разработаны правила ветвления для различных пород деревьев на основе L-систем, которые используются для прорисовки базового каркаса модели дерева. Для детального построения кроны дерева используется алгоритм Space Colonization. Практическая значимость: полученные правила классификации данных лазерного сканирования позволяют создавать высокоточные модели естественных ландшафтных сцен лесной растительности для визуализации данных.

Об авторах

Анастасия Александровна Ткачева
Сибирский государственный аэрокосмический университет им. академика М. Ф. Решетнёва
Россия


Маргарита Николаевна Фаворская
Сибирский государственный аэрокосмический университет им. академика М. Ф. Решетнёва
Россия


Список литературы

1. Boudon F., et al. L-Py: an L-system Simulation Framework for Modeling Plant Development Based on a Dynamic Language // Frontiers in Plant Science. 2012. Vol. 3. N 76. doi:10.3389/fpls.2012.00076

2. Palubicki W., et al. Self-organizing Tree Models for Image Synthesis // ACM TOG. 2009. Vol. 28. N 3. P. 1-10.

3. Longay S., Runions A., Boudon F., Prusinkiewicz P. TreeSketch: Interactive Procedural Modeling of Trees on a Tablet // The Proc. of the Eurographics Symp. on Sketch-based Interfaces and Modeling. 2012. P. 107-120.

4. Guenard J., Morin G., Boudon F., Charvillat V. Realistic Plant Modeling from Images Based on Analysis-by-Synthesis // Eighth Intern. Conf. on Mathematical Methods for Curves and Surfaces, Oslo, Norway, 2012. P. 213-229.

5. Quan L., et al. Image-based Plant Modeling // ACM TOG. 2007. Vol. 25. N 3. P. 599-604.

6. Tan P., et al. Image-based Tree Modeling // ACM TOG. 2007. Vol. 26. N 3. P. 1-7.

7. Lintunen A., Sievänen R., Kaitaniemi P., Perttunen J. Models of 3D Crown Structure for Scots Pine (Pinussylvestris) and Silver Birch (Betula Pendula) Grown in Mixed Forest // Canadian Journal of Forest Research. 2011. Vol. 41. N 9. P. 1779-1794.

8. Seidl R., Rammer W., Scheller R. M., Spies T. A. An Individual-based Process Model to Simulate Landscapescale Forest Ecosystem Dynamics // Ecological Modelling. 2012. Vol. 231. P. 87-100.

9. Smelik R. M., Tutenel T., Biddara R., Benes B. A Survey on Procedural Modeling for Virtual Words // Proc. of the Workshop on 3D Advanced Media in Gaming and Simulation. 2014. P. 25-34.

10. Favorskaya M., Tkacheva A., Danilin I. M., Medvedev E. M. Fusion of Airborne LiDAR and Digital Photography Data for Tree Crowns Segmentation and Measurement // Intelligent Interactive Multimedia Systems and Services (SIST) / E. Damiani, R. J. Howlett, L. C. Jain, L. Gallo, G. De Pietro (Ed.). Springer International Publishing Switzerland, 2015. Vol. 40. P. 191-201.

11. Runions A., Lane B., Prusinkiewicz P. Modeling Tree with a Space Colonization Algorithm // Eurographics Workshop on Natural Phenomena. 2007. P. 63-70.

12. Медведев Е. М., Данилин И. М., Мельников С. Р. Лазерная локация Земли и леса: учеб. пособие. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Геолидар; Геокосмос; Красноярск: Институт леса им. В. Н. Сукачёва СО РАН, 2007. - 230 с.

13. Prusinkiewicz P., Lindenmayer A. The Algorithmic Beauty of Plants. - N. Y.: Springer-Verlag, 1990. - 228 p.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Ткачева А.А., Фаворская М.Н. Моделирование трехмерных сцен лесных участков по данным лазерного сканирования и аэрофотоснимкам. Информационно-управляющие системы. 2015;(6):40-49. https://doi.org/10.15217/issn1684-8853.2015.6.40

For citation: Tkacheva A.A., Favorskaya M.N. Modeling of 3D Forest Scenes by Laser Scanning and Air Photo Data. Information and Control Systems. 2015;(6):40-49. (In Russ.) https://doi.org/10.15217/issn1684-8853.2015.6.40

Просмотров: 25


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1684-8853 (Print)
ISSN 2541-8610 (Online)