CN116229010A - 一种三维可视化辅助古树复壮的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
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。
Description
技术领域
本申请涉及计算机图形处理技术领域，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
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。
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。
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。
发明内容
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
附图说明
图1是本申请实施例提供的一种三维可视化辅助古树复壮的方法的流程示意图；
图2本申请实施例提供的一种三维可视化辅助古树复壮的方法的场景示意图；
图3是本申请实施例提供的又一种三维可视化辅助古树复壮的方法的流程示意图；
图4是本申请实施例提供的再一种三维可视化辅助古树复壮的方法的流程示意图；
图5是本申请实施例提供的另一种三维可视化辅助古树复壮的方法的流程示意图；
图6是本申请实施例提供的一种三维可视化辅助古树复壮的装置的结构示意图；
图7是本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。
在本申请实施例的描述中，“示性的”、“例如”或者“举例来说”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“示性的”、“例如”或者“举例来说”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示性的”、“例如”或者“举例来说”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
此外，本申请说明书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序，可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。
在对本申请实施例进行介绍之前，首先对本申请实施例中涉及的一些名词进行定义和说明。
古树：一般树龄在百年以上的大树即为古树。
背包式激光雷达：背包式激光雷达扫描系统是一种用于地球科学、生物学、林学领域的大气探测仪器，背包式激光雷达是移动式三维激光扫描系统，可以不依靠GPS技术动态的测量和记录各种环境下的空间三维信息。
3DReshaper：是一款处理3D扫描仪，CMM，激光扫描仪等3D点云数据的建模软件。软件解决方案覆盖了所有的点云，3D网格，曲面重建，检测及逆向工程等方面。
Geomagic design X：是世界上能够以3D扫描数据为基础创建CAD模型的3D逆向工程软件。
点云：在逆向工程中通过测量仪器得到的产品外观表面的点数据集合也称之为点云，通常使用三维坐标测量机所得到的点数量比较少，点与点的间距也比较大，叫稀疏点云；而使用三维激光扫描仪或照相式扫描仪得到的点云，点数量比较大并且比较密集，叫密集点云。
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，这样不利于复壮方案的确定和实施。
为了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，本申请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，本申请以建立古树的三维模型为例，此时服务器为建立古树的三维模型的平台。图1是本申请实施例提供的一种三维可视化辅助古树复壮的方法的流程示意图；参考图1，该方法包含以下步骤S101-步骤S106。
步骤S101：获取空间的点云数据，空间为目标树木对应的空间。
在上述步骤中，利用背包式激光雷达从多个角度对目标树木进行扫描，获取空间中目标树木的点云数据。背包式激光雷达是移动式三维激光扫描系统，可以不依靠GPS技术动态的测量和记录各种环境下的空间三维信息。
步骤S102：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。
在上述步骤中，从背包式激光雷达中获取扫描的点云数据，在点云数据中裁剪出目标树木的第一点云数据。
举例来说，获取点云数据，将点云数据导入3Dreshaper软件中，在3Dreshaper软件中裁剪出目标树木的点云数据。目标树木的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。
步骤S103：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。
在上述步骤中，对第一点云数据进行分解，去除第一点云数据中分散的点云数据；根据对目标树木中点云数据的处理范围，将第一点云数据中外部树叶点云数据进行剥离，将剥离后的点云数据再次去除分散的点云数据，得到第二点云数据。
举例来说，在3Dreshaper软件中对第一点云数据进行分解，去除散点。采取CloudWorx受限切片限制处理范围，将第一点云数据的外部树叶点云数据从上往下进行剥离，在利用过滤或分解点云数据在去除散点，得到第二点云数据。将第二点云数据进行导出，保存数据格式为Ascii File格式。
步骤S104：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。
在上述步骤中，使用杂点消除第二点云数据中离散的点云数据，使用三角面片化工具，对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；利用填孔工具，对第一次平滑处理的第一面片进行填孔处理，将单元面中缺失的孔修补构建成第二面片，对第二面片进行第二次平滑处理，得到第三点云数据。
示例的，找到从3Dreshaper软件中导出的第二点云数据；将第二点云数据导入Geomagic design X软件中，先使用杂点消除，进一步消除离散的点云数据。使用三角面片化工具，利用第二点云数据创建单元面，构建面片。先进行一次平滑处理，然后利用多边形工具中的填孔工具，将单元面中缺失的孔进行补修，再将整体片面做平滑处理，平滑程度较高。将数据重新计算片面并进行再片面化，进行细分处理，增加单元面数量。进行平滑处理，得到第三点云数据，将第三点云数据进行导出，数据格式为Binary STL file格式。
在3Dreshaper软件中也可以对第二点云数据进行处理得到第三点云数据，在Geomagic design X软件中对第二点云数据进行处理时，会对第二点云数据进行细分处理。Geomagic Design X可以更快地处理数百万点的大型扫描数据；而在3Dreshaper软件中对第二点云数据是从整体上进行处理，基于目标树木的模型考虑，本说明书中优选在Geomagic design X软件中对第二点云数据进行处理。在对单元面缺失的孔进行补修时，还可选择修补精灵进行修补，具体选择哪一种方式对单元面进行修补，这里不做限定。
步骤S105：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。
在上述步骤中，对第三点云数据进行填充孔处理。将填充孔后的第三点云数据进行矩形平滑，检查第三点云数据在树干点云数据的完整性，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。
再将主干缺失的部位根据树木的现状进行平滑处理，得到第四点云数据。
举例来说，找到从Geomagic design X软件中导出的第三点云数据，将第三点云数据导入3Dreshaper软件中，先对第三点云数据进行填充孔处理，将第三点云数据中的缺孔进行填充；进行填充处理后，在对第三点云数据进行平滑处理，这里的平滑处理是指代矩阵平滑；进行矩阵平滑后，检查枝干的完整度，将枝干中细小的枝干进行剔除，再将与枝干未连接的枝干进行去除；得到第四点云数据。
步骤S106：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。
在上述步骤中，再将主干缺失的部位根据树木的现状进行平滑处理，得到第五点云数据；对第五点云数据从整体上进行片面化处理，将之前未构建成面片化的点云数据进行构建；构建完成后，得到片面化处理的第五点云数据；对进行片面化处理的第五点云数据进行细分，再进行第三次平滑处理，得到平滑处理的第五点云数据；最后检查树木的完整性，将树木中主干主枝进行修补，将树木除主体外的结构进行去除，得到目标树木主干主枝的模型。如图2所示，图2本申请实施例提供的一种三维可视化辅助古树复壮的方法的场景示意图；根据目标树木主干主枝的模型，古树的三维可视化，更为直观和整体的展示古树的生长现状。
举例来说，在3Dreshaper软件中，对主干进行检查，将主干中缺失的部位根据现状进行平滑处理，主干平滑处理是指代对主干的部位进行更换零件，将主干中缺失的部位进行更换，更换后得到新的主干，得到第五点云数据，将第五点云数据进行导出，保存数据格式为Ascii File格式。
找到从3Dreshaper软件中导出的第五点云数据，将第五点云数据导入Geomagicdesign X软件中，在Geomagic design X软件中对第五点云数据整体上进行片面化处理，得到片面化处理的第五点云数据；再对片面化处理的第五点云进行细分，将细分的第五点云数据进行第三次平滑处理，得到平滑后处理的第五点云数据，将第三次平滑处理的第五点云数据进行导出，数据格式为Binary STL file格式。
找到从Geomagic design X软件中导出的第三次平滑处理的第五点云数据，对第三次平滑处理的第五点云数据进行检查，检查目标树木的完整性，当目标树木的主干主枝中还存在缺失的部位，对缺失的部位进行修补；修补后完成后，将目标树木中除了主干与主枝外的其他结构进行去除，形成目标树木的主干主枝的最终模型，完成树木主干主枝逆向建模流程。得到目标树木主干主枝的模型。
在一种可能的实施例中，图3是本申请实施例提供的又一种三维可视化辅助古树复壮的方法的流程示意图；参考图3，该方法包括步骤S301-步骤S302。
步骤S301：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。
在上述步骤中，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。在模型空间中对目标树木的主干主枝部分进行复壮方案的设计和模拟，继而将复壮方案与主干主枝进行对应存储。
举例来说，目标树木模型为A，在预设模型库中匹配得到与A对应的复壮方案C，复壮方案C是与树木B的复壮方案；树木B与目标树木A是相同的树木，树龄也比较接近；目标树木A的复壮方案可将树木B的复壮方案作为参考，也可针对目标树木模型单独制定复壮方案，具体复壮方案的选择这里不做限定。
步骤S302：向用户展示目标树木的复壮方案。
在上述步骤中，根据目标树木的模型，在预设模型库中匹配与目标树木相同的树木的复壮方案，用户可参考相同树木的复壮方案，根据相同树木的复壮方案，对应调整目标树木的复壮方案。
举例来说，目标树木模型D，匹配到树木H的复壮方案，将树木H的复壮方案进行调取，向用户展示树木H的复壮方案；用户根据目标树木的情况，可对树木H的复壮方案进行调整，调整后的复壮方案更符合目标树木的模型。根据目标树木的模型，辅助复壮方案的设计人员做出根据科学合理的决策。
在一种可能的实施例中，图4是本申请实施例提供的再一种三维可视化辅助古树复壮的方法的流程示意图；参考图4，该方法包括步骤S401-步骤S402。
步骤S401：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。
在上述步骤中，在计算目标树木模型的重量时，将目标树木的模型在模型空间中进行1:1还原，便于计算主干主枝模型中的每一个主干主枝的重量，把主干主枝当成圆柱体或圆锥体计算体积，得到每一个主干主枝的重量。
步骤S402：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。
在上述步骤中，预设重量阈值时更加目标树木模型的整体进行设置，预设重量阈值是根据目标树木模型而改变，不是固定的值。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，在对应的支撑点设置支撑设备，减少使用支撑设备的数量和成本。
举例来说，目标树木模型中，计算得到每一个主干主枝的重量，分别为23kg、29kg、20kg、19kg、32kg以及28kg，根据目标树木的模型，预设重量阈值设置为30kg，在主干主枝模型中，32kg对应的一条主干主枝大于预设重量阈值，将32kg对应的一条主干主枝作为目标树木设置支撑点的位置。
在一种可能的实施例中，图5是本申请实施例提供的另一种三维可视化辅助古树复壮的方法的流程示意图；参考图5，该方法包括步骤S501-步骤S503。
步骤S501：对目标树木进行编号。
在上述步骤中，在对目标树木的点云数据进行获取时，先对目标树木进行编号，便于后续建立与之对应目标树木模型。
步骤S502：获取目标树木的品种和树龄。
在上述步骤中，可通过用户设备的输入目标树木的品种和树龄。目标树木的种类有南山古柏，将军柏，轩辕柏，凤凰松，迎客松，阿里山神木，银杏，胡杨，珙桐等。树龄在500年以上的，定为一级古树；树龄在300-499年的，定为二级古树；树龄在100-299年，定为三级古树。以上树龄与定级的对应关系，不是指代所有古树的划分，这里只是指代部分古树的等级划分。
步骤S503：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，展示主干主枝模型和关联关系。
在上述步骤中，通过目标树木编号，建立对应的目标树木的主干主枝模型，主干主枝模型建立后，再将目标树木的品种、树龄、编号以及主干主枝模型建立关联关系，存储在数据库中；便于后续查询目标树木的模型，根据目标树木模型制定复壮方案，并将复壮方案与目标树木模型进行关联存储；实现对古树主要复壮方案的数字化存档。
举例来说，目标树木的编号为300号，目标树木的品种是迎客松，目标树木的树龄是300年；将目标树木的点云数据进行采集，执行上述建立目标树木的模型的步骤，得到目标树木的主干主枝模型；主干主枝模型相关联信息为编号300，品种迎客松，树龄300年进行统一存储，便于后续查询。
采用上述方法，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；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，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的复壮方案制定如何实施；还可根据目标树木对制定对应的复壮方案。
本申请实施例还提供了一种三维可视化辅助古树复壮的装置，图6是本申请实施例提供的一种三维可视化辅助古树复壮的装置的结构示意图；参考图6，服务器包括接收单元601、处理单元602以及展示单元603。
接收单元601，获取空间的点云数据，空间为目标树木对应的空间。
处理单元602，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603，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。
在一种可能的实施例中，接收单元601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。
在一种可能的实施例中，处理单元602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。
在一种可能的实施例中，展示单元603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。
在一种可能的实施例中，展示单元603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。
在一种可能的实施例中，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。
在一种可能的实施例中，展示单元603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。
在一种可能的实施例中，接收单元601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602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，展示主干主枝模型和关联关系。
需要说明的是：上述实施例提供的装置在实现其功能时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将设备的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的装置和方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。
请参见图7，图7为本申请实施例提供了一种电子设备的结构示意图。如图7所示，电子设备700可以包括：至少一个处理器701，至少一个网络接口704，用户接口703，存储器705，至少一个通信总线702。
其中，通信总线702用于实现这些组件之间的连接通信。
其中，用户接口703可以包括显示屏（Display）、摄像头（Camera），可选用户接口703还可以包括标准的有线接口、无线接口。
其中，网络接口704可选的可以包括标准的有线接口、无线接口（如WI-FI接口）。
其中，处理器701可以包括一个或者多个处理核心。处理器701利用各种接口和线路连接整个服务器内的各个部分，通过运行或执行存储在存储器705内的指令、程序、代码集或指令集，以及调用存储在存储器705内的数据，执行服务器的各种功能和处理数据。可选的，处理器701可以采用数字信号处理（Digital Signal Processing，DSP）、现场可编程门阵列（Field-Programmable Gate Array，FPGA）、可编程逻辑阵列（Programmable LogicArray，PLA）中的至少一种硬件形式来实现。处理器701可集成中央处理器（CentralProcessing Unit，CPU）、图像处理器（Graphics Processing Unit，GPU）和调制解调器等中的一种或几种的组合。其中，CPU主要处理操作系统、用户界面和应用请求等；GPU用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制；调制解调器用于处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调器也可以不集成到处理器701中，单独通过一块芯片进行实现。
其中，存储器705可以包括随机存储器（Random Access Memory，RAM），也可以包括只读存储器（Read-Only Memory）。可选的，该存储器705包括非瞬时性计算机可读介质（non-transitory computer-readable storage medium）。存储器705可用于存储指令、程序、代码、代码集或指令集。存储器705可包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储用于实现操作系统的指令、用于至少一个功能的指令（比如触控功能、声音播放功能、图像播放功能等）、用于实现上述各个方法实施例的指令等；存储数据区可存储上面各个方法实施例中涉及的数据等。存储器705可选的还可以是至少一个位于远离前述处理器701的存储装置。
如图7所示，作为一种计算机存储介质的存储器705中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及三维可视化辅助古树复壮的应用程序。
在图7所示的电子设备700中，用户接口703主要用于为用户提供输入的接口，获取用户输入的数据；而处理器701可以用于调用存储器705中存储三维可视化辅助古树复壮的应用程序，当由一个或多个处理器701执行时，使得电子设备700执行如上述实施例中一个或多个的方法。
需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必需的。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所披露的装置，可通过其他的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些服务接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性或其他的形式。
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储器中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储器中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可为个人计算机、服务器或者网络设备等）执行本申请各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储器包括：U盘、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上者，仅为本公开的示例性实施例，不能以此限定本公开的范围。即但凡依本公开教导所作的等效变化与修饰，皆仍属本公开涵盖的范围内。本领域技术人员在考虑说明书及实践真理的公开后，将容易想到本公开的其他实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未记载的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。
Claims (10)
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：
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。
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：
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。
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：
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。
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：
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。
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：
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。
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：
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；
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。
8.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，方法还包括：
对目标树木进行编号；
获取目标树木的品种和树龄；
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。
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；
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。
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。
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