樟子松人工林林分三维可视化的研究

摘要

本文基于帽儿山实验林场设定的18块标准地的实测数据，利用数学建模的方法建立樟子松人工林林分的生长模型、单木生长模型，在此基础上构建单木三维造型的几何模板，并结合GIS技术、三维地形建模技术建立林分三维可视化模型。 在己生成的林分虚拟三维场景中，运用了光照、材质、明暗处理(平滑处理或平面处理)、雾化、纹理映射等渲染处理，改善了三维场景渲染的品质，增强用户在景观中的沉浸感，构造了具有高度真实感的林分虚拟三维景观。 利用Visual C++和OpenGI，等工具，本文设计了一个面向森林经营管理的虚拟森林原型系统一虚拟林分生长和经营模拟系统。系统以林业调查数据为数据源，实现二维地图管理、虚拟森林漫游、林分生长模拟、林分经营模拟和林分信息统计等功能。 本文所建立的林分三维可视化模型和虚拟林分管理系统为用户提供视觉上的感受，让用户对森林资源信息具有感性认识，更使得决策者对森林资源现状和规划设计有了更为生动、客观和理性的了解和认识，从而拓宽了森林资源管理人员的视角。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1引言

1.2国内外相关领域研究现状

1.2.1林分生长模型的研究现状

1.2.2林分可视化的发展及相关技术

1.2.3林分可视化软件的发展

1.3研究目的和意义

2研究区域概况及数据收集方法

2.1研究区域概况

2.1.1帽儿山实验林场

2.2数据收集方法

2.2.1标准地的测定

2.2.2解析木的测定

2.2.3树干解析及测定

2.2.4枝解析

2.2.5数据处理

2.3研究技术路线图

3单木生长及可视化的研究

3.1单木生长模型

3.2树木建模及绘制

3.3模型可视化的方法

4林分可视化的研究

4.1.林分结构规律

4.2三维地形建模

4.2.1地形建模的基本问题

4.2.2地形的表示

4.2.3基于格网的地形建模

4.2.4三维地形构建

4.3三维场景生成处理

4.3.1坐标系的建立

4.3.2三维图形的三维变换

4.3.3三维图形的投影变换

4.3.4裁剪与消隐

4.3.5光照模型

4.3.6纹理映射

4.3.7场景数据的层次细节技术(LOD)

4.3.8特殊效果处理

4.4林分生长的三维空间模拟

4.5三维空间数据库的组建

4.5.1森林基础数据

4.5.2空间数据库的建立

5林分可视化系统的构建与说明

5.1系统开发环境与特点

5.1.1开发环境

5.1.2系统特点

5.2系统的实现过程概述

5.3系统结构组成

5.4系统功能

5.5系统实现实例

5.5.1二维GIS

5.5.2单木三维可视化模板的生成

5.5.3林分三维可视化的实现

6结论

6.1结论

6.2讨论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢