摘要：随着计算机技术的应用和发展,三维重建技术开始应用于农林业领域。同时地理信息系统（GIS）在农业，林业，城市建设等各个行业都有着巨大的作用，也出现了很多构建地理信息的方法，如利用卫星遥感，无人机拍摄等。但由于农林业存在植被密度高，结构复杂等特征。利用卫星遥感和无人机并不能很好的获得树木的种类和数量等信息，对于树木的三维信息更是缺少相应的测量手段。由于近些年来计算机视觉领域的飞速发展，针对上述问题，结合传统二维图像处理和SfM三维建模，通过手机拍摄照片的角度和GPS位置信息，可以实现推测树木位置、种类的推测，并重构树木的三维特征，为缺少植被信息的GIS系统提供必要的数据。
关键词：计算机视觉；三维重建；GIS；SfM;
1.研究背景
人类通过双眼来探索与发现世界。人类接收外部信息的方式中，有不到三成来自于听觉、触觉、嗅觉等感受器官，而超过七成、最丰富、最复杂的信息则通过视觉进行感知的。计算机视觉便是一种探索给计算机装备眼睛（摄像头）与大脑（算法）的技术，以使计算机能够自主独立的控制行为、解决问题，同时感知、理解、分析外部环境。20世纪60年代，计算机视觉得到了最初的发展。该阶段的研究重心主要体现在如何从二维图像中恢复出如立方体、圆柱体等立体化的三维形状，解释各个物体的空间位置关系。1982年，从信息处理的角度对数学、神经生理学、计算机图形学等学科的研究成果进行了归纳总结，并在此基础上提出了一系列计算机视觉理论。得益于这个完整明确的理论体系，计算机视觉得到了蓬勃的发展。它的核心思想是从二维图像恢复三维结构。
基于图像的三维模型重建是计算机视觉领域的一个非常重要的研究方向。我们都知道，人类生活在三维空间里，接触最多的也是三维物体，可以说三维空间是物体存在的基本形式。相比较二维图像信息，三维模型真实感更加强烈，能够呈现人们更多的信息。三维重建技术的重点在于如何获取目标场景或物体的深度信息。在景物深度信息已知的条件下，只需要经过点云数据的配准及融合，即可实现景物的三维重建。基于三维重建模型的深层次应用研究也可以随即展开。
三维GIS当前的应用实践还主要局限在三维可视化与逼真的视觉表现方面。农林作物的三维重建和GIS建设是将现实中的作物用模型的方式再现出来, 是虚拟现实技术在农业中的应用。作为信息技术与农业生产的一种结合, 虚拟现实技术是农业信息化的一个重要手段,是世界上主要农业国家农业技术研究的重要方面。计算机技术与农业知识的有机结合使得对农作物形态结构和生理功能的研究跨入到数字化、可视化的阶段, 在计算机上以三维可视的方式来分析、研究和设计农作物的形态结构和生长过程已经成为可能。由于植物的复杂性, 植物形态模型的建立比机械零部件、建筑物等建模更加困难, 建立植物的三维模型一直是植物学、计算机图形学等方面的研究热点。
2.三维重建和GIS技术国内外的研究现状
2.1什么是三维重建和GIS建设
三维重建的英文术语名称是3D Reconstruction，三维重建是指对三维物体建立适合计算机表示和处理的数学模型,是在计算机环境下对其进行处理、操作和分析其性质的基础,也是在计算机中建立表达客观世界的虚拟现实的关键技术。
