基于三維虛擬林相的均勻度理論應(yīng)用的研究.pdf

1、虛擬林相是應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)森林進(jìn)行的模擬。如何能將虛擬現(xiàn)實(shí)和林業(yè)經(jīng)營(yíng)完美的結(jié)合起來(lái)一直是林學(xué)家和生態(tài)學(xué)家的夢(mèng)想。本文利用ERDAS軟件，結(jié)合圖像處理技術(shù)和植物形態(tài)發(fā)生的理論對(duì)金溝嶺林場(chǎng)的地形和樹(shù)木進(jìn)行了虛擬林相的合成，使合成后的虛擬林相產(chǎn)生了較好的視覺(jué)效果。并利用ARCVIEW中的AVENUE語(yǔ)言進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，使得虛擬林相系統(tǒng)具備了更完善的查詢功能，利用此系統(tǒng)我們可以對(duì)各種資源數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢。虛擬林相包含了林相圖的全部信息，它既表達(dá)了專

2、業(yè)的森林資源信息，又摸擬了自然的景觀特點(diǎn)，可以為數(shù)字林業(yè)提供信息，又能為林業(yè)經(jīng)營(yíng)提供工具。 虛擬林相的的制作可以歸納為如下10個(gè)步聚：(1)數(shù)字林相圖的制作；(2)森林資源數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)化處理：(3)等高線獲取及高程數(shù)據(jù)輸入；(4)DEM模型的建立；(5)立體地形圖的制作；(6)數(shù)字林相圖著色處理；(7)立體地形圖與數(shù)字林相圖的配準(zhǔn)；(8)各樹(shù)種的外觀處理；(9)在虛擬林相中出現(xiàn)的每株樹(shù)的位置處理：(10)虛擬林相的合成。

3、在第9步的操作中，應(yīng)用了均勻度理論對(duì)格局的描述，對(duì)天然林，通過(guò)近似獨(dú)立同分布的均勻分布隨機(jī)格局摸擬林分格局。因?yàn)橥耆莫?dú)立同分布可能會(huì)產(chǎn)生距離很近的林木關(guān)系，這是與現(xiàn)實(shí)不相符的。根據(jù)格局的研究結(jié)果，天然林分的格局是介于集聚格局和隨機(jī)格局之間，所以，摸擬時(shí)將林木間的最小距離設(shè)為10m，摸擬的密度為實(shí)際密度1/10，所以相當(dāng)于現(xiàn)實(shí)的1m，經(jīng)過(guò)多次對(duì)比計(jì)算，這一設(shè)置的視覺(jué)效果較好。對(duì)于人工林則按30年生，150株/hm<'2>的密度，使用固定

4、株行距的均勻格局來(lái)摸擬。不同年齡的人工林再乘以年齡因子。 利用均勻度的理論我們可以得到最優(yōu)化的樹(shù)木生成位置，可模擬出更接近于自然格局的林木個(gè)體。另外我們可以通過(guò)均勻度假設(shè)來(lái)進(jìn)行各小班格局的再現(xiàn)，使其達(dá)到最理想的優(yōu)化，使得生物多樣性達(dá)到最大并保持穩(wěn)定的狀態(tài)。 虛擬林相和均勻度是正處在發(fā)展中的前沿理論，它在實(shí)際中的應(yīng)用價(jià)值已被人們所認(rèn)識(shí)。他們的結(jié)合有望為林業(yè)生產(chǎn)、科研和教育領(lǐng)域注入新的活力。基于虛擬林相和均勻度理論的特點(diǎn)，我