叶面积指数(LAI)、叶倾角分布(LAD)等作物几何结构参数决定了光线的透过、截获程度,影响太阳辐射在林冠层中的分布,是影响作物生长情况的重要指标,一直是生态学、生物学等学科研究的热点。在遥感领域,LAI、LAD等几何结构参数也是研究中经常使用的基本参数。然而,作物结构参数的获取则一直是一个棘手问题。冠层结构参数地面测量方法很多,有些方法工作量大、测量主观性强,有些方法则需要使用较为昂贵的仪器。虽然遥感技术为获取大范围植被几何结构状况提供了有效手段,但获取的结果精度仍然需要进一步的验证。本文以获取单株玉米几何结构参数为研究目标,设计了一种基于计算机视觉三维重建理论为基础,基于图像重建玉米三维模型,从三维模型统计几何结构参数的方法,希望为当前遥感地面量测几何结构参数提供一种较为客观实用的方法。该方法具有成本低、非接触不破坏玉米形态,测量结果较为客观的优点,其非接触的特点尤其适合统计LAD等与形态密切相关的几何结构参数。本文针对玉米的结构形态设计了有针对性的重建策论,研究的内容涉及拍摄方法设计,控制点布设,内外方位元素确定,照片间同名点的匹配,计算机视觉三维重建理论应用,几何结构参数提取与程序开发等内容。其中基于叶边缘与叶脉的三维重建,核线边缘相交的同名点提取方法以及绿色边缘提取方法是本研究的创新点,也是成功重建玉米三维模型的关键问题。根据本文的研究思路,我们成功重建了单株玉米的三维模型,并从三维模型上量测了叶面积、叶倾角分布等几何结构参数,通过与手工量测结果的对比,证明了该方法的可行性。为了提高重建方法的实用性,本文在最后部分讨论了同名点自动匹配问题,以及变焦相机的重建思路,希望能在以后的研究中提高三维重建的自动化程度与重建的稳定性。