木麻黃人工林的三維可視化建模及其生長(zhǎng)經(jīng)營(yíng)模擬.pdf

1、木麻黃是我國(guó)東南沿海地段不可替代的主要造林樹(shù)種,其生長(zhǎng)迅速,抗風(fēng)能力強(qiáng),不怕沙埋,有很強(qiáng)的耐鹽堿性,是中國(guó)南方濱海防風(fēng)固沙的優(yōu)良樹(shù)種,它對(duì)改善沿海地區(qū)的生態(tài)環(huán)境,促進(jìn)沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著巨大的作用。應(yīng)用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)技術(shù)與林業(yè)專(zhuān)業(yè)科學(xué)知識(shí)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(shù)與林分的生長(zhǎng)規(guī)律實(shí)現(xiàn)虛擬森林的表達(dá),在空間與時(shí)間上不受任何客觀因素的制約,為林業(yè)科學(xué)研究開(kāi)辟了新的道路。
　　本文在樹(shù)木構(gòu)筑理論的基礎(chǔ)上,結(jié)合試

2、驗(yàn)區(qū)的實(shí)地拍攝數(shù)據(jù)與二類(lèi)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(zhǎng)模型和經(jīng)營(yíng)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(zhǎng)和人工經(jīng)營(yíng)措施。本文的研究工作主要有以下幾個(gè)部分:
　　1.從虛擬森林場(chǎng)景構(gòu)建、單樹(shù)模型構(gòu)建、林分生長(zhǎng)模型以及虛擬森林場(chǎng)景中林分經(jīng)營(yíng)管理可視化這四個(gè)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(shù)木構(gòu)筑

3、特點(diǎn)理論與野外實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,通過(guò)定義相關(guān)幾何形態(tài)參數(shù)和建立拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),對(duì)以往的樹(shù)木建模方法加以改進(jìn),提出一種參數(shù)化、交互式基于樹(shù)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(hù)林樹(shù)種木麻黃的幾何模型。
　　3.創(chuàng)建單株木生長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型,分析研究樹(shù)木在虛擬森林場(chǎng)景中的可視化表達(dá)方法,通過(guò)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(zhǎng)階段下的模型,以此來(lái)研究單株木的生長(zhǎng)模擬;創(chuàng)建并分析森林

4、的整體林分生長(zhǎng)模型,研究大尺度下虛擬森林場(chǎng)景的多種構(gòu)建技術(shù),并據(jù)此來(lái)研究在森林環(huán)境中各種影響因子下,樹(shù)木的生長(zhǎng)模擬。
　　4.提出了在三維虛擬森林場(chǎng)景中模擬林分經(jīng)營(yíng)管理的方法。并以木麻黃林分撫育間伐為例,對(duì)虛擬森林環(huán)境中模擬人工經(jīng)營(yíng)措施的方法進(jìn)行了探索性的嘗試。
　　5.通過(guò)對(duì)相關(guān)理論與算法進(jìn)行深入研究,開(kāi)發(fā)了一個(gè)虛擬森林生長(zhǎng)經(jīng)營(yíng)模擬系統(tǒng),該系統(tǒng)用來(lái)輔助林業(yè)工作者從事森林經(jīng)營(yíng)管理工作。系統(tǒng)通過(guò)調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù)中林業(yè)二類(lèi)調(diào)查數(shù)據(jù)、林