生态文明建设、现代林业建设需要数量充足、质量优良的苗木,苗木质量具体表现在各个方面,即优良的遗传品质、优良的造林质量性状。苗木质量评价是苗木质量调控的核心问题之一,因此,精准评价苗木质量、调控苗木质量成为林业行业的关键技术问题。目前苗木质量的评价主要是依据苗高、地径和根系状况等形态指标,而形态指标的测量通常采用直尺与游标卡尺由人工直接测量,耗费了大量的人力、物力,且耗时较长,因此应用先进的技术手段实现马尾松苗木形态特征快速精准评价对生态文明建设、现代林业建设具有非常重要的意义。本论文设计了一套基于多目立体视觉的、高精度非接触式的马尾松苗木形态学参数提取系统,通过多视角图像序列重建出马尾松苗木的三维模型,并快速提取出苗木的形态学参数。其主要工作过程为:搭建由两个彩色CMOS面阵相机、千兆网交换机、计算机、背景板以及其他辅助设备所组成的硬件实验平台和基于OpenCV库的软件系统,首先利用两个面阵相机拍摄标定板图像,采用“张正友标定法”进行相机标定,得到相机的标定参数。然后拍摄马尾松苗木图像,通过电机旋转带动苗木转动以使相机获得不同视角下的苗木图像序列,软件系统对采集到的苗木图像序列进行预处理、图像校正、立体匹配等操作,在匹配过程中分别采用SAD、SSD、NCC立体匹配算法对校正后的图像序列进行匹配实验,选择出最优的匹配算法。匹配完成后获取到苗木的空间点云信息,最后运用泊松曲面重建算法对苗木的空间点云进行表面重建,得到马尾松苗木的三维模型。在重建出马尾松苗木的三维模型后,从模型中提取出苗木的树高、地径、苗木体积(除去树冠部分)等形态学参数,其中对苗木体积分别采用圆柱几何体、圆台几何体、圆柱与圆台几何体相结合、“体元模拟法”这四种方式进行拟合,体现出了“体元模拟法”计算体积时的独特优势。最后将系统软件提取的数据与传统人工测量的数据进行对比,证明了马尾松苗木的三维重建方法精度高、速度快,重建结果非常逼近苗木根茎叶的真实形态,可以用软件方法代替传统人工测量方法,将人从繁重、重复的测量工作中解放出来,为苗木质量的评价提供了更加精确的形态指标。