木麻黃人工林的三維可視化建模及其生長經(jīng)營模擬.pdf

1、木麻黃是我國東南沿海地段不可替代的主要造林樹種,其生長迅速,抗風(fēng)能力強,不怕沙埋,有很強的耐鹽堿性,是中國南方濱海防風(fēng)固沙的優(yōu)良樹種,它對改善沿海地區(qū)的生態(tài)環(huán)境,促進(jìn)沿海經(jīng)濟發(fā)展起著巨大的作用。應(yīng)用計算機圖形學(xué)技術(shù)與林業(yè)專業(yè)科學(xué)知識構(gòu)建的虛擬森林環(huán)境,可模擬出復(fù)雜的森林環(huán)境,并可依據(jù)單株樹與林分的生長規(guī)律實現(xiàn)虛擬森林的表達(dá),在空間與時間上不受任何客觀因素的制約,為林業(yè)科學(xué)研究開辟了新的道路。
　　本文在樹木構(gòu)筑理論的基礎(chǔ)上,結(jié)合試

2、驗區(qū)的實地拍攝數(shù)據(jù)與二類調(diào)查數(shù)據(jù),提出了基于形態(tài)結(jié)構(gòu)特征的木麻黃單木建模方法;并基于面向福建省地域特征的木麻黃林生長模型和經(jīng)營管理模型,探索性地嘗試在虛擬森林環(huán)境中模擬木麻黃林分自然生長和人工經(jīng)營措施。本文的研究工作主要有以下幾個部分:
　　1.從虛擬森林場景構(gòu)建、單樹模型構(gòu)建、林分生長模型以及虛擬森林場景中林分經(jīng)營管理可視化這四個方面闡述了相關(guān)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀,指出當(dāng)前研究中存在的不足之處并提出改進(jìn)方法。
　　2.在樹木構(gòu)筑

3、特點理論與野外實測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,通過定義相關(guān)幾何形態(tài)參數(shù)和建立拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),對以往的樹木建模方法加以改進(jìn),提出一種參數(shù)化、交互式基于樹木形態(tài)結(jié)構(gòu)特征的建模方法。并應(yīng)用該建模方法建立了福建沿海主要防護林樹種木麻黃的幾何模型。
　　3.創(chuàng)建單株木生長的數(shù)學(xué)模型,分析研究樹木在虛擬森林場景中的可視化表達(dá)方法,通過一定的算法將形態(tài)特征參數(shù)映射成三維空間模型的幾何參數(shù),構(gòu)建出林木在不同生長階段下的模型,以此來研究單株木的生長模擬;創(chuàng)建并分析森林

4、的整體林分生長模型,研究大尺度下虛擬森林場景的多種構(gòu)建技術(shù),并據(jù)此來研究在森林環(huán)境中各種影響因子下,樹木的生長模擬。
　　4.提出了在三維虛擬森林場景中模擬林分經(jīng)營管理的方法。并以木麻黃林分撫育間伐為例,對虛擬森林環(huán)境中模擬人工經(jīng)營措施的方法進(jìn)行了探索性的嘗試。
　　5.通過對相關(guān)理論與算法進(jìn)行深入研究,開發(fā)了一個虛擬森林生長經(jīng)營模擬系統(tǒng),該系統(tǒng)用來輔助林業(yè)工作者從事森林經(jīng)營管理工作。系統(tǒng)通過調(diào)用數(shù)據(jù)庫中林業(yè)二類調(diào)查數(shù)據(jù)、林