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龙图腾网获悉武汉大学申请的专利一种基于分层对称性分析的树木主干方向提取方法及系统获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN120852684B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-21发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202511365978.2，技术领域涉及：G06T17/00；该发明授权一种基于分层对称性分析的树木主干方向提取方法及系统是由张一皓;田丰设计研发完成，并于2025-09-24向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于分层对称性分析的树木主干方向提取方法及系统在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于分层对称性分析的树木主干方向提取方法及系统，包括对树木点云进行预处理；基于点云的冠层高程模型，采用图像分割算法，对预处理后的点云进行单木分割，得到单木点云；对单木点云在Z轴方向划分为多个非等间隔高度层；寻找每个高度层中点云的最对称方向；计算每个高度层的最对称方向与平均方向的夹角，将夹角大于设定阈值的最对称方向进行剔除；将每个高度层的最对称方向进行加权平均得到树木的主干方向。本发明使用基于层内对称性分析的方法识别主方向，更贴合树木自然姿态，从而提高了主干方向拟合的准确性，在复杂森林环境和噪声干扰下也具备很好的鲁棒性与泛化能力。

本发明授权一种基于分层对称性分析的树木主干方向提取方法及系统在权利要求书中公布了：1.一种基于分层对称性分析的树木主干方向提取方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1，对无人机LiDAR采集得到的树木点云进行预处理； 步骤2，基于点云的冠层高程模型，采用图像分割算法，对步骤1预处理后的树木点云进行单木分割，得到单木点云； 步骤3，对单木点云在Z轴方向划分为多个非等间隔高度层； 步骤4，寻找每个高度层中点云的最对称方向； 对每个高度层中的点集在二维平面XOY中以X轴为起始方向遍历多个方向，在方向上对点集进行投影，投影坐标计算方式如下： 1 式中，为点与该高度层内的点云中心在方向上的投影差值，为该高度层内所有点x坐标的均值，为该高度层内所有点y坐标的均值； 评估对称性度量函数的表达式为： 2 式中，为对称性度量函数，为所有投影差值的中位数，为投影差值相较于中位数的方差，即离散程度； 值最小对应的方向作为该层的最对称方向； 步骤5，计算每个高度层的最对称方向与平均方向的夹角，将夹角大于设定阈值的最对称方向进行剔除； 平均方向的计算方式如下： 3 式中，为划分的高度层数量，为第i个高度层的最对称方向； 步骤6，将每个高度层的最对称方向进行加权平均得到树木的主干方向； 首先计算每个高度层最对称方向的三维方向向量，具体计算方式如下： 4 式中，为第i个高度层最对称方向的三维方向向量，为第i个高度层的最对称方向，为第i个高度层的层高； 设步骤5剔除夹角超限的最对称方向后还剩个最对称方向，则树木的主干方向计算公式如下： 5 式中，为树木的主干方向，为第i个高度层最对称方向的权重，取值为每个高度层内的点云数量；表示模。

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