树冠体积计算之台体-凸包算法MATLAB实现

树冠体积计算之台体-凸包算法MATLAB实现

概述:
树木是生态系统中的重要组成部分,在森林资源管理和气候变化研究中,树木的生长情况和生物量计算信息是非常有价值的。本文介绍一种树冠体积计算的方法,采用凸包算法来计算台体(Truncated Cone)的体积,利用MATLAB实现代码。

原理分析:
台体是树冠的简单形状模型,其可以通过圆台形和棱台形相结合的方式进行建模。台体的计算公式如下:

V =1/3πh(R^2 + Rr+r^2)

其中,R为上底半径,r为下底半径,h为台体高度。

接着,我们针对所计算的树木的树冠轮廓线,可以将其视为平面上一组离散的点集,通过对这些点的凸包描述,进而计算出树冠的台体体积。

实现步骤:

  1. 读取树木轮廓数据,将其表示为二维坐标点集。
  2. 通过MATLAB自带函数convhull2对点集进行凸包边缘拟合,得到凸包路径。
  3. 对凸包路径上的每个线段计算所对应的台体体积。
  4. 将每个台体体积累加起来,得到总树冠体积。

MATLAB代码实现:

% 读入树冠轮廓数据,表示为点集
X = [0.30, 0.75, 0.95, 1.05, 0.90, 0.70, 0.30];
Y = [0.00, 0.40, 0.60, 0.80, 1.00, 1.30, 1.80];

% 对点集进行凸包边缘拟合
K = convhull(X,Y);

% 初始化台体体积为0
V = 0;

% 遍历凸包路径上的每个线段
for i = 1:length(K)

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转载自blog.csdn.net/Jack_user/article/details/132126996