构建精确反映树干表面凸凹不平的三维表面模型是树木与森林场景可视化的基础环节。近年来,树干三维表面重建得到众多研究者的关注。现有树干表面重建算法构建的表面模型或存在相交、或存在孔洞,或不能有效反映树干的真实表面特征。为构建不相交的、封闭的、能有效反映树干表面几何特征的表面模型,提出基于细分的树干表面重建算法和基于基边对角最大化的树干表面重建算法。基于细分的树干表面重建算法。首先,根据树干点云在Z轴的最大值、最小值和分段的厚度值进行垂直分段。对每一个分段,根据其质心与角度参数值,将点云划分为不同的角度分区,并得到角度分区中心点的点集。其次,以角度分区中心点点集为输入,使用基于切平面投影的树干三维表面重建算法得到粗粒度的树干表面模型。最后,分别对Loop细分算法和Sqrt3细分算法给予改进,并应用于粗粒度表面模型得到细粒度表面模型。通过实验验证:与Loop细分算法和Sqrt3细分算法相比,改进的Loop细分算法和改进的Sqrt3细分算法用于重建的树干表面模型时,更能真实地接近树干真实表面。与改进的Sqrt3细分算法相比,改进的Loop算法除更能真实地接近树干真实表面外,还能很好地反映树干表面凹凸不平的特征。基于基边对角最大化的树干表面重建算法。算法以角度分区中心点的点集为输入。首先,提出三角形法向量夹角阈值控制策略,优化以基边搜索第三点的判定方法;提出三角形不相交控制策略,实现构建流形结构的三角网;提出封闭点判定与移除策略,及时判定与移除每一个完成构建三角网格的点;提出未闭合边处理策略,解决三角形法向量夹角阈值控制以及三角形不相交控制策略产生的未闭合边的问题。其次,采用上述4种策略将二维空间中的基边对角最大化构建Delaunay三角网的算法进行改进,得到粗粒度的树干表面模型。最后,把改进的Loop细分算法应用于粗粒度表面模型得到细粒度表面模型。通过实验验证:基于基边对角最大化的树干表面重建算法构建表面模型相互封闭、互不相交、能反映树干表面凹凸不平的特征,可作为Tetgen网格生成器的输入以构建树干的四面体实体模型。与基于细分的树干表面重建算法使用改进的Loop细分算法相比,基于基边对角最大化的树干表面重建算法使用改进的Loop细分算法得到的Hausdorff距离值更小,更接近树干真实表面。