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[期刊] 林业科学研究
[作者]
卢康宁 张怀清 刘闽 欧阳国良
以杉木为例,采用从可视化模拟角度设计的调查参数调查杉木形态结构,根据实际调查数据对杉木形态结构特征进行了分析。结合生长曲线控制下的迭代函数系统方法,采用面向对象的设计方法,根据DIRECTX9.0提供的API及模型渲染技术,在.NET和DIRECTX9.0平台上,使用C#语言建立了杉木单木生长可视化模拟系统,实现了单株杉木静态和动态的三维可视化模拟。
[期刊] 林业科学研究
[作者]
白静 张怀清 刘闽
以槐树为例,构建了合轴分枝树木可视化模拟系统。根据可视化模拟的需要,指出了所需的形态结构因子及其与IFS因子的对应关系。以实测形态参数数据为依据,结合Logistic生长模型,基于IFS算法构建了槐树的三维模型。并以Direct X9.0为三维可视化平台,使用C#语言,采用面向对象设计思想完成了合轴分枝树木可视化模拟系统开发,实现了合轴分枝树木形态参数、生长模型参数设置以及模型输出等系统功能,较好模拟出合轴分枝树木静态与动态的三维可视化模型。
[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]
徐志扬 刘浩栋 陈永富 陈巧 李华玉 王娟
[目的 ]基于无人机激光雷达(LiDAR)点云数据提取杉木树冠上部结构参数(树冠顶点、树高、冠幅和上部冠长),并进行树冠上部外轮廓模拟与可视化,为树种识别提供树木冠形特征。[方法 ]利用LASTools开源工具从激光雷达点云数据生成无孔洞的冠层高度模型,使用LiDAR360软件,采用局部最大值法检测树冠顶点,基于CHM种子点对点云进行单木分割,并在ArcGIS下手动选取杉木单株点云样本,用Python编程对"欠分割"样本进行单木纯化(之后全部编程方式自动化处理);提取纯化后单株样本的树冠上部结构参数(树冠顶点、树高、冠幅和上部冠长),再对单木点云按照一定高度间隔进行分层切片,使用宽度百分位数法提取单木树冠上部的相对着枝深度、枝条长度作为模型变量,以相对着枝深度分层分别建模与验证样本按照3倍标准差法剔除异常外轮廓点,选取二次多项式、幂函数和指数函数3个基础模型进行模型拟合与验证,最后采用最优拟合模型进行样地尺度的三维可视化。[结果 ]无人机激光雷达综合单木检测率为79.63%,结合实测参数与提取结果进行相关分析,树高线性回归R2为0.890 5,冠幅线性回归R2为0.845 6;二次抛物线、幂函数和对数函数拟合R2分别为0.807 0、0.817 0、0.806 0,幂函数对杉木树冠上部外轮廓的拟合效果更优。[结论 ]在高林分密度条件下,单木点云的有效提取纯化对客观描绘树冠形状非常重要;基于无人机激光雷达拟合的杉木树冠上部外轮廓反映了杉木的树冠上部形态,可为杉木的树种识别提供参考。
[期刊] 林业科学研究
[作者]
马莉燕 张怀清 李永亮 郭明春 张晔珵
基于林分尺度的3-PG模型原理,在考虑单木林分生理生态过程的基础上,改进了生物量积累和分配子模型,建立适应于单木生长的生理生态过程模型,实现基于单木过程模型的林分生长预测。选择胸径和树高生长量2个指标与实测值对比分析,结果表明:改进模型对胸径和树高生长量的模拟平均精度分别为95.57%和91.16%,均明显高于3-PG模型对应的89.4%和85.18%的平均模拟精度,改进模型的模拟精度显著提高,模拟效果更好。
关键词：
3-PG模型 单木生长模拟 杉木林分生长
[期刊] 林业科学研究
[作者]
孙洪刚 张建国 段爱国 何彩云 童书振
应用面板数据固定效应模型对杉木人工林单木断面积生长规律进行模拟,在模拟过程中,将胸径(DBH)和活冠比例(LCR)作为自变量,又分别加入密度因子和不同类型的竞争指数,同时引入立地条件和林龄效应来解释单木断面积生长过程中的异质性。结果表明:虽然密度因子与竞争指数有较强的相关性,但是在单木断面积生长中都具有不可忽略的重要影响。立地条件与林龄对单木断面积的拟合偏差在不同的林分密度下略有不同,随立地指数或者林龄增加,其对平均单木断面积拟合偏差的影响也增大。
关键词：
固定效应模型 单木断面积 杉木
[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] 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] 北京林业大学学报
[作者]
王久丽 袁小梅
单木生长模型和林分模拟系统简称STGM系统,是一个林业应用系统.该系统的开发是根据系统论的观点,从生态学的理论入手,自整体到局部紧密联系森林生态学和森林经理学,立足于解决生产和科研中的实际问题而设计的.本文简要论述STGM系统的结构、功能和特点.
关键词：
单木生长模型 林分模拟 系统
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
李春明
以江西省杉木人工林4次调查数据为例,建立单木胸径生长量随机截距效应混合模型,分别考虑样地层次、区域层次及多层次的随机截距效应,并在考虑多层次效应时考虑了存在的异方差和自相关问题,最后利用独立的抽样验证数据对模拟结果进行验证。结果表明:林分断面积、对象木胸径、林分内大于对象木的断面积之和与对象木胸径的比值以及海拔对单木胸径生长量有显著影响;与林业中常用的传统最小二乘法相比,采用混合效应模型方法后模型的模拟效果和验证精度均有提高;选择适合的异方差和自相关函数后,模拟结果比只考虑随机截距效应有更好的适应性;实际应用中考虑多层效应要比单层效应模拟效果好。
[期刊] 林业科学
[作者]
雷相东 常敏 陆元昌 赵天忠
虚拟树木,就是应用计算机模拟树木在三维空间中的生长发育状况,近年来已成为植物学、农林业、环境科学和计算机领域的研究热点。生长模型和可视化技术是它的核心内容。虚拟树木生长模型包括形态结构模型、功能模型和结构-功能模型等,其中结构-功能模型可以模拟树木与环境间的相互关系,其结果为树木的三维结构,因此它最为接近现实树木的生长,是虚拟树木生长模型的发展方向。树木形态的复杂性与计算时间和空间的矛盾一直是可视化研究中的难点。树木可视化还有不同于其他物体的特性,如多级分枝、枝条的弯曲、自相似、向光性、树木分枝间的光滑与非光滑连接等。树木可视化软件可分为2类:纯图形学软件和基于结构-功能模型的软件,其应用已涉...
关键词：
虚拟树木 生长模型 可视化
[期刊] 林业科学研究
[作者]
张敏 张怀清 陈永富
以湖南省攸县黄丰桥国有林场为试验区、以森林抚育间伐为例、以杉木人工林为主要研究树种,研究森林经营措施的可视化原理和方法,建立了一个面向森林经营管理的虚拟森林原型系统。系统以林业调查数据为数据源,实现虚拟森林漫游、小班属性查询、抚育间伐模拟等功能,为森林资源和森林经营可视化提供了新的平台。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
袁小梅 王久丽
利用单术生长模型模拟林分生长的关键是计算和确定竞争指标.这一工作的主要困难是耗用机时太多,以致成为长期以来单木生长模型在实践中应用和推广的主要障碍.本文重点论述在STGM系统中如何通过巧妙,合理的设计,大幅度地减少计算和确定竞争指标的时间,提高运行效率,为单木生长模型的应用打下良好的基础.
[期刊] 林业科学
[作者]
马祥庆 何智英 俞新妥 管守忠 何宗明
在尤溪杉木人工林生态站７年定位观测基础上，进行杉木幼林生态系统养分循环研究，建立了养分循环的分室模型。结果表明：７年生杉木幼林生态系统Ｎ、Ｐ、Ｋ贮量分别为；７３０８．４６、２０２２．９６、１３０２９０．１４ｋｇ／ｎｍ２，其中９９．７３％存在于土壤分室中。杉木幼林Ｎ、Ｐ、Ｋ年吸收量５２．２０ｋｇ／ｈｍ２，年存留量２２．６２ｋｇ／ｈｍ２，年归还量２９．５８ｋｇ／ｈｍ２，系统每年通过水文学途径获得Ｎ、Ｐ、Ｋ为１５．９２ｋｇ／ｈｍ２，径流输出９．２３ｋｇ／ｈｍ２，系统中年净积累６．６９ｋｇ／ｈｍ２。同时通过计算模拟，定量地描述了０—１０年内系统Ｎ、Ｐ、Ｋ在各分室的运转状态及施肥效果，并计算了Ｎ、Ｐ、Ｋ...
关键词：
杉木人工幼林,养分循环,分室模型,模拟
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