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[期刊] 林业科学研究
[作者]
邓强 张怀清 李永亮 袁晓红
［目的］以真实林分三维场景为模型，结合计算机虚拟现实技术，实现对真实林分结构的调整优化可视化模拟。［方法］以湖南攸县黄丰桥国有林场杉木与鹅掌楸人工混交林为研究对象，采用可视化模拟技术，基于三维虚拟环境建立林分结构调整可视化模拟系统，实现对林分结构的优化调整进行可视化模拟。通过对林分的角尺度、大小比、混交度、开阔比等结构的计算分析，结合公告板显示技术和射线查询算法，在ＭＯＧＲＥ构建的林分三维场景中对林分结构调整过程进行可视化模拟。［结果］样地林分结构经过调整后，平均树高由１２．８ Ｍ变成１３．６ Ｍ，平均胸径由１７．１ ｃＭ变成１８．６ ｃＭ；林分平均角尺度由０．４４９变为０．４８１，分布格局由．．．
关键词：
三维虚拟环境 林分结构 可视化 结构调整
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
陈利 王福生 管远保 陶冀 林辉
三维可视化能够使抽象概念且难以直接感知的空间现象现实化以及直观化,利用此技术可以对林地植被进行模拟,虚拟演示林地分布情况,能够获得各种超越现实的空间感知的经验。本研究以湖南省长沙县乌川湖村作为实验区,以1∶10 000的地形图、分辨率为0.5 m的航片以及2013年二类森林资源调查数据等为数据源,充分利用各种数据的优势,把各种数据融为一体,突破了传统的二维林相图,探索出了基于GIS平台的三维林相图的制作,通过三维林相图的制作,不仅能够体验三维森林景观空间变化,立体的、多角度的了解森林组成,直观了解森林空间结构及分布规律,还能够进行查询以及定位功能,方便了林业部门的生产经营和管理。
[期刊] 林业科学研究
[作者]
吴谦 张怀清 陈永富 刘闽
本文从IFS方法在树木建模中的应用出发,结合树木构筑学的特点,提出了一套树木形态数据的调查方法,以杉木为例在湖南攸县黄丰桥林场进行调查实验,通过对所采集的杉木数据的分析,获得杉木一级枝和二级枝枝长、枝根直径、仰角、方位角的分布规律,将其作为IFS变换的入口参数,构建杉木三维拓扑结构,并在.NET和D IRECTX9.0平台上开发了杉木可视化模拟系统,实现了杉木三维可视化模拟。
关键词：
树木构筑学 形态 三维模拟
[期刊] 林业科学
[作者]
白静 张怀清 刘闽
对合轴分枝树木的形态进行三维可视化模拟,指出合轴分枝树木特征的描述指标,以槐树为例,将分枝分为主分枝与次分枝,分别对枝径、仰角、枝长等形态参数进行统计分析。结果表明:主枝枝径的平均值大于次枝,仰角和枝长的平均值小于次枝。主枝与次枝仰角均呈正态分布,集中在20°~40°之间,枝长主要分布在20~40 cm范围内。基于IFS算法,提出适于表达合轴分枝形态特点的数据结构,指出IFS入口参数对应于合轴分枝结构的实际意义,并对IFS分形算法进行合轴分枝树木建模的具体实现流程进行详细描述,最后实现合轴分枝树木三维可视化模型的构建。构建的树木模型符合合轴分枝形态特点,可以实现合轴分枝树木基本形态结构的表达。
关键词：
合轴分枝 IFS 可视化
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
钟南 罗锡文 严小龙 廖红
利用模拟植物形态结构的L系统理论结合计算机图形学方法建立了模拟植物根系生长的三维可视化模拟系统。并利用随机参数L系统方法对豆科作物根系的生长过程进行了模拟。
关键词：
植物根系 L系统 可视化模拟 豆科作物
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
李子巍 淮永建 付慧
虚拟植物生长模拟研究是数字林业的研究热点。为了在植物生长过程模拟中考虑植物的生理特征,真实地反映不同光照条件对植物各组织器官形态结构及生长发育特征的影响。基于植物的光生长环境仿真,提出了一种基于光照模型的植物器官形态结构动态演替生长算法。采用双三次Bezier曲面构建植物叶片组织器官,并引入曲面影响因子、植物光属性因子,对植物形态结构和叶序分布进行真实感建模。根据光照对植物叶片生长发育的影响,提出了基于光作用的碳汇动力学仿真和植物分枝结构的动态演替方法。为了验证本算法的有效性,依据不同光照条件下绿萝的生理特征数据,对该生长模型算法进行了有效验证,获得了较好的真实感效果。
[期刊] 林业科学研究
[作者]
蒋娴 张怀清 贺姗姗 贺文明 张剑
林分模拟可视化系统是针对林分分布、生长的专业模拟与可视化系统,在计算机上恢复与重建林分空间结构,动态模拟林分生长过程,预测林分生长情况,并进行二维、三维显示。本文分别从系统结构、设计流程、功能方面对林分模拟可视化系统进行了详细介绍。
关键词：
林分 林分空间格局 林分可视化
[期刊] 林业科学
[作者]
刘兆刚 李凤日
以东北林业大学帽儿山实验林场樟子松人工林为研究对象,采用树干解析、枝解析的方法,分别于2002和2003年在老山施业区选择不同年龄、不同立地和不同密度的樟子松人工林有代表性的林分设置固定标准地15块(2002年设置7块,2003年设置8块),共获取解析样木53株,实测2298个一级枝活枝条变量因子(包括总着枝深度、方位角、着枝角度、基径、枝长、弦长、弓高)数据资料。基于理论或经验生长方程,建立樟子松人工林树冠结构静态模型及树冠动态生长模型。采用VC++6.0语言为开发平台,结合OpenGL开放式图形库,将生长模型与形态结构模型结合,建立樟子松人工林树冠动态三维图形可视化模拟系统,实现基于实测数...
[期刊] 林业科学研究
[作者]
李永亮 鞠洪波 张怀清 蒋娴 刘海
以湖南攸县黄丰桥国有林场为试验区,以1块林分边界规整的典型杉木人工同龄纯林为研究对象,测定林木胸径、树高、冠幅、冠高与活枝下高等测树因子及林木位置信息。研究冠形曲线函数,利用Direct 3D技术,实现冠形控制下的参数化林木模拟。研究林木模型格式转换方法,为林分场景构建提供模型数据,结合MOGRE技术,研究林分场景模拟技术方法,实现林分场景可视化模拟。结果表明:参数化林木个体建模算法简单适用,测树因子信息可直接用于林木个体可视化模拟,所建模型可体现林木个体差异,形态逼真;利用MOGRE技术可快速、有效模拟林分场景,所建场景真实感较强。此方法所需数据易于获取,适用性强,可对林木个体及林分场景进行...
[期刊] 林业科学
[作者]
李永亮 鞠洪波 张怀清 蒋娴 刘海
以湖南攸县黄丰桥国有林场为试验区,以6块典型的杉木人工同龄纯林为研究对象,研究林木径阶与其Voronoi多边形面积间的对应关系。以模拟样地为例,在林木株数、林分算术平均胸径与样地大小设定的前提下,研究林木空间分布格局特征,建立计算机模拟点阵生成算法;利用Weibull分布模型对样地内林木径阶分布进行估算,根据林木Voronoi多边形面积与其径阶间的对应规律,对林木胸径进行分配,参考林木测树因子估计模型对林木树高与冠幅因子进行估算;采用ArcgisEngine10开发技术,开发样地Voronoi多边形分析模块,结合GDI+与MOGRE技术,建立基于林分特征的林木个体信息估算可视化模型。结果表明:...
[期刊] 林业科学研究
[作者]
沈康 杨廷栋 张怀清 张鸿 朱念福 刘华
[目的]基于模拟退火算法,研究一种考虑林分结构健康状况和目标平均胸径的多目标森林经营方法,同时结合单木生长方程,基于Unity3D可视化引擎实现林分经营动态可视化模拟。[方法]以湖南省攸县黄丰桥国有林场5块杉木人工纯林2012—2017年样地连年调查数据为数据源,考虑林分分布状况、竞争程度、营养空间,以平均角尺度、平均大小比、林分拥挤度3个结构参数建立空间结构函数。在此基础上,以健康林分结构和平均胸径为经营目标,以竞争指数为参考初步筛选出的间伐木组合排列的结果作为经营方案的集合,通过模拟退火算法进行最优间伐经营方案解的选择。最后,通过建立考虑Hegyi竞争指数的可变生长率的单木生长方程,以结构分析-经营-生长三者不断迭代的方式并基于Unity3D渲染引擎实现林分经营动态可视化模拟。[结果]通过对5号样地(初始林分230株,年龄16 a,平均胸径20.21 cm)以健康林分结构和30 cm林分平均胸径为经营目标进行经营动态可视化模拟,结果表明林分年龄在21、26、31 a分别进行过间伐模拟,当林分年龄31 a间伐后,林分平均胸径达到30.10 cm,林分平均角尺度为0.64,林分拥挤度为0.74,林分结构接近健康水平。[结论]本研究提出的基于模拟退火算法的林分多目标经营动态可视化模拟方法能够模拟在多目标经营需求下的林分动态,并且形象直观,可以进一步为林业科研和生产提供支持。
[期刊] 林业科学研究
[作者]
李思佳 张怀清 李永亮 杨廷栋 贺建平 马载阳 沈康
[目的]通过构建杉木生长样本库,研究一种考虑林分空间结构与生长之间交互过程的生长模拟方法,同时结合三维可视化技术,实现林分生长动态可视化模拟。[方法]以2012—2017年湖南省黄丰桥国有林场6块杉木样地的连续调查数据为数据源,考虑相邻木树冠侧方挤压及上方光照遮盖对中心木生长的影响,研建基于空间结构单元的水平、垂直空间结构参数,在此基础上,选取特征指标构建样本库,以马氏距离作为待模拟林木与样本库的匹配准则,对林木与样本库进行迭代匹配,实现考虑空间结构与生长交互过程的林分生长模拟。同时基于三维模型剖分及动态组织方法,采用节点动画技术对林分生长动态进行可视化表达。[结果]经相关性对比分析,选取年龄、胸径、水平、垂直空间结构参数及胸径连年生长率作为特征指标构建样本库预测胸径生长(包含杉木8 934株,其中死亡97株),采用线性建模预测树高、冠幅、活枝下高生长。通过对样地观测值与生长预测值进行配对样本T检验及线性回归,结果表明:胸径、树高、冠幅、活枝下高的生长预测效果良好,具体顺序为胸径>树高>冠幅>活枝下高,线性回归决定系数R~2分别为0.925、0.556、0.482、0.459。[结论]基于样本库的林分生长动态可视化模拟方法能实现胸径、树高、冠幅、活枝下高4个指标的生长可视化,效果形象直观,能满足林业科研和生产实践要求。
[期刊] 林业科学研究
[作者]
张宁 张怀清 林辉 蒋娴
以我国南方速生丰产林——杉木纯林为研究对象,采用改进过的Hegyi的简单竞争指数模型对杉木纯林间的竞争强度进行定量分析,并建立单木生长模型,再通过径阶模型将其应用于全林分,将单木生长模型研究扩展到全林分生长模型研究。同时,通过可视化模拟技术,为更加逼真的恢复和重建林分空间结构提供理论依据。
关键词：
竞争指数 径阶 可视化模拟 杉木林
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
贺姗姗 彭道黎
三维树木模型的创建直接反映了林分模拟的效果。为了能够快速真实地模拟林分,该文针对现有三维建模的技术特点,提出了基于OBJ标准模型文件的面向对象的树木三维数据模型,并论证了该模型在林分可视化中应用的正确性和高效性。
关键词：
三维树木模型 OBJ模型文件 面向对象
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
连远锋 张鑫 庄永琪 纪连恩 王智广
针对“数据结构与算法”课程存在理论抽象程度高、实践应用案例不足等问题，设计实现了数据结构与算法可视化调试虚拟仿真实验系统——DSAVDVR。该虚拟仿真实验系统将数据结构与算法知识点映射到巡检机器人油气站场巡检工程案例中，包括4个模拟交互操作子任务：基础数据结构与算法、数据结构与油气巡检任务映射、巡检路径规划与评价和巡检目标检测与识别。每个子任务逐层递进且利用可视化调试技术将数据状态变化与算法逻辑进行关联，有利于培养学生的理论学习能力、问题求解能力和探索研究能力，为国内高校面向计算机行业培养实践创新型人才提供了一种新的实践教学模式。
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