林分生長三維建模及動態(tài)模擬.pdf

1、本文旨在對林分的三維建模方法進(jìn)行研究，并實現(xiàn)林分生長的可視化系統(tǒng)，為森林資源的可視化模擬和林區(qū)的虛擬規(guī)劃提供應(yīng)用軟件平臺、為森林的生產(chǎn)和經(jīng)營提供有價值的信息和參考數(shù)據(jù)。文章主要分為三大部分，即單棵樹木建模、地表建模和林分三維建模，最后綜合這三部分內(nèi)容，構(gòu)建林分的可視化系統(tǒng)。
　　 首先，本文介紹了單棵樹木建模常用的幾種方法，并基于L-系統(tǒng)方法和迭代函數(shù)系統(tǒng)(IFS)方法分別進(jìn)行了實驗。針對這些方法的不足，本文提出基于特征參數(shù)的單

2、棵樹木建模方法，其基本思想是:通過對某一樹種的實測數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計，首先按樹齡和主要立地因子建立該樹種樹木的基礎(chǔ)三維模型，然后通過對樹高、胸徑、葉的尺寸、形態(tài)和變形，以及枝干數(shù)量等特征參數(shù)的調(diào)整，生成該樹齡樹木的各種形態(tài)的三維模型。該方法對樹的枝干和葉的建模算法進(jìn)行了改進(jìn)，有效的解決了枝干模擬過程中出現(xiàn)的缺口問題，以及繪制大量樹葉導(dǎo)致程序運行效率十分低下的問題，使得構(gòu)建三維樹木模型更快捷、更精準(zhǔn)。
　　 本文通過對基于空間離散點的地

3、表建模常用方法的分析與實驗，針對這些方法在林分地表建模中存在的缺陷，提出基于三次B樣條曲線插值算法進(jìn)行地表三維建模。其基本思想是:根據(jù)樣地大小，構(gòu)建一個相應(yīng)大小且步長為1的網(wǎng)格面，讀取樣地離散點數(shù)據(jù)，按照離散點的坐標(biāo)，將離散點一一映射到網(wǎng)格面上，然后掃描網(wǎng)格面，計算控制點，構(gòu)建三次B樣條曲線方程，根據(jù)建立的曲線方程對網(wǎng)格點進(jìn)行插值，生成林分地表曲面模型，并采用高斯平滑算子對模型進(jìn)行優(yōu)化。
　　 本文對林分三維模型的構(gòu)建過程中涉及

4、的林分結(jié)構(gòu)及林分可視化的基本概念與方法進(jìn)行了闡述與分析，并根據(jù)一塊樣地上的實測林分信息，構(gòu)建了其三維模型。對樹木模型的地表定位，以及林分三維模型的動態(tài)瀏覽和虛擬生長等方法進(jìn)行了研究、探討和實現(xiàn)。最后實現(xiàn)了林分的動態(tài)瀏覽和動態(tài)生長。
　　 最后，本文綜合以上單棵樹木建模、地表建模和林分建模的研究成果，利用VC#，Direct3D，VC++及MATLAB等軟件工具，通過對文章中的方法和算法進(jìn)行海量實驗與分析，構(gòu)建了林分三維建模與動態(tài)