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[期刊] 林业科学研究
[作者]
李长银 陈永富 张怀清
森林地域分布广阔,森林中植被众多、光影分布复杂。在森林可视化模拟时巨大的场景,场景中大量的模型,复杂的光线和阴影给真实感绘制带来了很大的困难[1]。特别是在基于单木生长模型的森林生长可视化模拟中,由于要对每一棵树的生长进行计算,同时还要渲染三维场景中大量的模型,计算光照阴影等,CPU的计算量很大。一般的森林场景都
关键词：
森林生长模拟 可视化 分页调度 GPU
[期刊] 林业科学研究
[作者]
刘海 张怀清 莫登奎 鞠洪波
通过对森林景观可视化模拟技术的研究,结合现有信息分类编码技术,提出一种利用自定义的数字化树木编码构建森林可视化环境的新方法。通过实验模拟结果可知,利用树木编码构建的森林可视化环境效果较好,此种方法为数字化森林模型的研建做出了部分尝试,在一定程度上提高了森林景观的构建速度。
[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] 浙江农林大学学报
[作者]
吴兆艳 汤孟平
森林景观可视化是随着计算机软硬件、三维地理信息系统(GIS)产业发展以及森林经营管理需求而产生的一种新技术,可在景观设计、林业规划和森林防火等方面提供形象、直观的三维空间显示。以浙江省天目山国家级自然保护区为例,以AutoCAD精确绘制的二维数据为基础,利用GIS与SketchUp之间的SketchUpESRI插件把shape文件转成SketchUp可识别的.skp格式数据,再用Google SketchUp智能化软件快速批量处理GIS数据,最后将三维模型输出为Mulitpatch(*.mdb)格式的数据。在ArcScene中,将森林场景、小班线与三维地物模型进行叠加,实现漫游、查询、数据管理...
[期刊] 林业科学
[作者]
唐丽玉 陈崇成 权兵
从单棵树的建模、森林场景的绘制技术、森林生长模型分类与特点以及典型的虚拟森林景观系统等几个方面,对森林景观生态的计算机建模和图形可视化研究现状与发展趋势进行综述,就该领域的发展趋势和未来需要解决的关键问题进行总结。
关键词：
森林景观 虚拟现实 几何建模 绘制 综述
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
刘永霞 冯仲科
针对森林分布广阔、林木生长周期长、调查费时费力、更新困难的特点,作者设计了基于组件GIS的森林景观四维可视化系统(FLFVS).该文首先介绍了FLFVS建设的必要性及可能性,然后重点阐述了该系统的功能、集成框架和关键实现技术,及其在北京市房山区森林资源经营管理中的初步应用.该系统不仅可以实现森林资源动态管理,结合树木生长模型,三维动态地表示林分生长过程,而且可以在三维虚拟场景中模拟森林的经营和管理措施,包括抚育间伐、更新造林等,动态直观地表示森林经营的结果,为森林经营决策服务.
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
陈佳楠 唐代生 贾剑波
【目的】通过分析景观格局动态变化特征,模拟预测未来的森林景观格局,为区域景观资源优化配置及森林城市创建提供参考。【方法】选择宁乡市为研究区域,以2009、2013、2017年3期Landsat遥感影像解译结果为基础,采用转移矩阵和景观指数对2009—2017年森林景观格局动态变化进行分析,结合高程、坡度、河流、道路、GDP和行政中心6个影响因子,构建MCE-CA-Markov模型,对2021年宁乡市森林景观格局进行模拟预测。【结果】1)2009—2017年,宁乡市森林景观类型以乔木林地和耕地为主,其面积占比从35.95%和51.27%变化为37.13%和49.67%。2)2009—2017年,乔木林地和建设用地显著增加,主要来源于耕地和其他林地,表明城镇化进程加快,森林资源得到有效管理;耕地减少速度明显减缓,得益于保护耕地的力度加强。3)2009—2017年,乔木林地、耕地和建设用地的斑块破碎化程度显著升高,各森林景观类型呈均衡化趋势分布,景观聚集度下降,景观异质性朝着多样性发展。4)2017年森林景观分类预测值和2017年森林景观分类实际值的Kappa系数为0.83,满足精度要求。5)预测结果显示,2021年宁乡市耕地和建设用地面积增加,林地面积减少。【结论】运用MCE-CA-Markov模型模拟森林景观格局演变是可行的,解析省会次中心城市土地开发利用背景下森林景观格局的演变规律,可为同类型区域森林景观格局演变和模拟预测提供参考。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
周梦遥 游巍斌 林美娇 刘君成 林雪儿 何东进 刘进山 蔡昌棠
【目的】了解天宝岩国家级自然保护区森林演替发展趋势,可以更好地为保护区制定管理政策保护珍稀植物和生物多样性提供科学依据。【方法】借助空间直观景观模型LANDIS Pro 7.0对福建天宝岩国家级自然保护区未来300年(2016—2316年)的森林景观演变进行模拟,采用Fragstats 3.3景观格局分析软件对树种面积变化、景观聚集度、分维度、多样性指数进行分析,并对各个树种在模拟时间内的龄级组成进行分析。【结果】在演替时段内,除毛竹林外所有树种斑块分维度均在1.00~1.06之间,表明其景观斑块形状较规则且变化不大。多样性指数呈现先上升后下降趋势,均匀度指数呈现先下降后上升的趋势,且变化速度在逐渐变缓,表明树种逐渐趋于稳定。阔叶林聚集度先增加后保持稳定,其面积则始终保持增长,至演替结束,以成熟林和幼龄林为主;猴头杜鹃林、长苞铁杉林聚集度在整个演替时段内呈增加趋势,其面积在演替中后期有所增加,且以幼龄林的增加为主;杉木林面积在前150年增长,此期间幼龄林比重也在逐渐上升;后150年面积保持稳定,至演替结束,以中龄林和近熟林为主;聚集度虽保持稳定但略有增加;柳杉林聚集度在演替前100年保持稳定而后200年有所降低,至演替后期,整个柳杉林以过熟林为主,中龄林次之;马尾松林在整个演替过程中均以过熟林为主,幼龄林和中龄林比例很低;毛竹林在演替后期以过熟林占据主要地位,其次是成熟林;且马尾松林和毛竹林在演替期间聚集度均呈现降低的趋势。【结论】天宝岩森林景观的演替会依据一定的规律向顶级群落常绿阔叶林演替;马尾松林、柳杉林、毛竹林在群落中随时间的推移会逐渐被取代;杉木林、长苞铁杉林和猴头杜鹃林,在演替时段内表现出良好的发展趋势。
[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] 浙江农林大学学报
[作者]
朱宇颐 解潍嘉 黄华国
在非均匀混合场景下模拟区域能量,三维小气候模型比一维模型考虑因素更为全面,但三维模型较复杂,研究甚少。为探究三维模型在混合像元场景中的通量模拟能力,以ENVI-met模型为例,以黑河关滩森林和加拿大北方森林为实验区,比较森林通量模拟值和实测值的季节性和日变化差异,并模拟森林三维空间结构对通量分布的敏感性。结果表明:(1)模型在春季、夏季、秋季模拟拟合度(R~2)分别为0.75,0.76,0.55。模拟显热通量、潜热通量日变化符合实测趋势,日平均实测值与模拟值之差均不超过10.0%。模型对显热通量、潜热通量和太阳短波辐射模拟精度分别为0.68,0.63,0.80。(2)模拟总体能量闭合率(EBR)达92.9%,模型对气象参数微小变动不敏感,较为稳定。(3)自然参数不变场景下,团状分布通量值大于均匀分布,变化幅度剧烈,且显热通量对空间异质性较潜热通量更为敏感。研究结果肯定了ENVI-met模型模拟通量具有较好精度,且能够反映出森林空间分布格局在通量分配上的影响,为研究区域气候变化提供了有效手段。图10表2参32
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
周宇飞 贺红士 金龙如 布仁仓 李秀珍
理解森林景观的动态变化对于制定合理的森林管理措施和恢复规划有着重要的现实意义。应用空间直观森林景观模型(LANDIS)模拟小兴安岭友好林业局在当前天保工程方案下(P1)、自然演替方案下(P2)以及采伐后完全依赖天然更新方案下(P3)森林景观的动态变化。模拟结果表明:不同的森林管理方案对树种分布面积百分比、空间格局和年龄结构有显著的影响。与其他两个方案比较,当前天保工程方案(P1)可以显著增加造林树种(红松、落叶松和蒙古栎)面积,提高树种的聚集程度,减小白桦所占面积,但是在模拟的前50年,人工更新造林措施使得幼龄林所占面积百分比显著增加,而成过熟林的增加以及建立合理的林龄结构仍需很长的时间。
[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] 中国农业科学
[作者]
陈国庆 张吉旺 董树亭
【目的】更直观地展示超级玉米的整个生长过程,量化其生长发育参数。【方法】将系统分析和数学建模技术应用于超级玉米生长发育,解析和提炼超级玉米生长发育过程与形态建成之间的基础性关系和定量化算法;以形态建成参数为基础,结合OpenGL构建超级玉米虚拟模型,在VC++6.0平台上进行系统的设计开发。【结果】实现了以GDD为驱动因子的超级玉米生长发育参数的量化输出与可视化表达;通过形态建成模型与生长发育模型的数据交流,实现了预测功能与可视化表达的有机耦合与集成。【结论】运行结果表明系统具有较好的应用性,从而为超级玉米的研究提供了技术支持。
关键词：
超级玉米 可视化 生长模型 系统
[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]
李永亮 鞠洪波 张怀清 蒋娴 刘海 覃阳平
以湖南攸县黄丰桥国有林场为试验区,以杉木人工林为试验对象,测定林木胸径、树高、冠幅等测树因子及林木位置信息。利用WF技术,在定义林分生长模型、林分结构分析与林分疏伐模型等5种活动的基础上,利用人机交互方式,以图形形式建立了林分生长、林分结构与林分疏伐间交互的可视化工作流模型,实现了林分交互式疏伐可视化模拟。采用GDI+绘图技术与MOGRE渲染引擎技术,实现了林分结构、林分2维状态与林分3维场景的可视化模拟。结果表明:林分生长、林分结构与林分疏伐间的交互关系得到了直观的可视化模拟,此方法面向经营者具有可操作性强的特点。林分疏伐前后的林分结构、2维状态与3维场景得到了形象与逼真的模拟。应用交互式疏...
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