《农业工程学报》2016年第32卷第11期刊载了北京林业大学等单位赵燕东、涂佳炎、刘圣波和杜兴元的论文——“基于 WPF的粮仓三维激光测绘系统设计与开发”。该研究由国家自然科学基金资助项目（31371537）资助。
粮食作为国家重要的战略储备物资，在维护粮食市场和社会稳定中承担了重要责任。粮仓的清仓查库可得到粮食总量，这对于判断国内粮食供求形势有至关重要的作用。但是随着粮仓规模的扩大，统计工作变得越来越困难，而目前粮仓测绘中采用的技术存在效率低，准确率低的问题。针对这一问题，该文提出了以搭建三维激光监测系统为基础，重构粮堆的三维模型，同时采用方格网算法计算粮堆体积以获得粮食总量的设计。利用该系统在北京林业大学实验室内搭建的实验粮堆上进行了实验，实验结果体现出系统具有较好的准确性和稳定性。
该文提出的系统主要由三维激光搭建的硬件平台和基于WPF(windowspresentation foundation)编写的软件平台组成。三维激光扫描仪可获取粮堆表面的原始三维点云数据。由于在扫描的过程中难免会受到空间尘埃等因素的影响。因此针对原始点云数据，首先采用中值滤波的方法去除毛刺点。又因粮堆面积大，扫描仪无法在单一位置获取到完整的点云数据，而设备在不同位置扫描所获取的点云所在的坐标系不同。为得到完整的点云，该系统利用转换矩阵和转换向量将不同坐标系下的数据转换到同一坐标系下，实现数据拼接。最后，由于原始点云数据离散，且数据量庞大，无法直接对其进行分析建模，因此采用了反向加权平均算法，将散乱点云转化为标准的网格点云数据。
经过上述的数据处理后，即可进行粮堆三维模型的重构。该文提出采用WPF技术完成三维建模。WPF技术是微软的新一代图形界面技术，它可为三维模型的构建提供高效的渲染引擎。首先根据Delaunay三角划分原则对标准网格点云进行三角划分，将网格中彼此相邻的4个点划分为2个三角形，最后根据三角划分后形成的三角网生成三维模型。该文中还提出采用方格网算法计算粮堆总体积 ，该算法利用建模后的网格点云数据，将粮堆的底面分为标准的方格网，整个粮堆的体积可由数个以方格为底的柱体体积之和表示。
为验证该三维测绘系统的准确性，利用此系统在北京林业大学控制实验室搭建的试验粮堆上进行了试验，经精确人工测量得到粮堆的真实体积大小为2.205m³。激光扫描仪在粮堆上方进行了完整的10次扫描。软件结果显示系统测量体积的平均值为2.2038m³。测量体积与真实体积的平均相对误差为0.318%，最大误差为0.58%，体现该系统的测量准确度高，结果可靠。而10次测量结果的标准偏差为0.0083m³，体现出系统具有较好的稳定性。
该研究为提高粮仓清仓查库的效率及准确性提供了一种有效的方法。而针对测量中出现的偏差如何加上合适的补偿校正将是下一步研究的重点。
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