我们为什么要对植物进行三维扫描？

三月春花渐次醒，桃花、杏花、梨花自吐芬芳，朵朵不同，枝丫各异，再高超的画家也难以画就美妙的春光图。

而对植物根系和枝干的三维重建是植物生长建模和营养分析的重要工具，因而将三维激光扫描技术引入植物建模应用中，为植物的形态结构三维重建提供了全新有效的方法。

工作原理

一束激光线打在植物体上，在和植物体（叶片、茎杆等）接触的地方会产生反射和折射。激光扫描仪会采集植物体不同部位的激光线反射信号，将获得的植物表面点云信息转化为计算机可直接处理的信号，通过建模进一步得出植物体的三维结构信息，并可将数据存储为标准接口文件或构型显示。

技术优势       

1）高速、高效、精确。三维激光扫描仪可短时间、高精度扫描周围环境获取植物点云数据，在减少科研人员现场捕捉数据所需时间的同时提高了数据采集效率。

2)数据信息丰富。扫描获取的点云数据具有高密度特性，数据信息十分丰富，即便是对表面复杂的物体进行测量，所得图像同样清晰，实现了对目标物体的精细化测量。

3)无需可见光源。三维激光扫描仪主要依靠主动发射激光束的方式获取点云数据，无需可见光源，可在光线昏暗甚至黑夜环境中作业，提高了作业效率。

4)点云可测量。从点云数据中可直接获取目标物体的三维坐标、方位角、表面法向量，通过仪器配备的系统软件可以计算出点云数据所表达目标物体的表面积、体积等参数。

技术应用

利用三维激光扫描仪产生的三维植物模型可以有效地获取、归类、研究和分享植物体的各项数据，使得人们可以从整体的角度获取植物形体数据，对于研究植物形态、结构和功能十分关键。通过在计算机中对植物的形态构型进行数字化建模，将植物外形和器官的三维信息存储在计算机中，使得对植物生长规律的定量化研究成为可能。

三维激光扫描仪作为一种新兴的测绘技术被广泛应用于国民经济各领域，在农业中已被应用于作物三维建模，作物生长周期分析和对比；林业中用于树干建模与测树因子获取、林分结构分析、立木材积测量等。由于它受外界环境、时间因素等影响小，随时可以获取高精度的物体三维点云数据，在数字农业研究中取得了很好效果。

农业数字化与可视化是当前农业研究的主要标志之一，既促进了传统农业向现代农业的转化，也提升了农业研究的深度。三维激光扫描技术由于能在任何时间、地点和环境下对物体进行高速扫描并建立相应模型，因而这将是其在农业领域大展身手的重要原因。