树木三维可视化模拟研究与系统实现
数字林业飞速发展,采用可视化技术与虚拟技术模拟树木生长和森林经营管理有着非常重要的意义。现有的可视化软件存在与树木生理学结合不紧密等不足,因此,需要开发一种基于实测数据的树木形体结构的可视化模拟软件。本文以黑龙江省牡丹江市穆棱地区天然次生林中的红松为研究对象,于2008年设置了14块标准样地,通过树干解析、枝解析的方法获取了18株红松的树干和树枝变量因子的数据资料(包括树高、直径、着枝深度、枝长、方位角等)。本文以VC++为编程语言,结合OpenGL开放式图形库,开发了三维树木可视化系统,实现了基于实测数据和生长模型的红松形态结构模拟、外部3DS树木模型导入和森林环境场景的构建。
本文是林业公益性行业科研专项一森林经营规划软件的一部分,主要详细研究内容如下:
1、研究树木三维可视化模拟技术和建模方法的发展状况,分析树木三维可视化模拟过程中存在的不足和缺陷,提出基于实测数据和生长模型的形态几何建模方法。通过定义树木相关变量因子的结构体、类、函数及变量,加载实测数据文件并读取相关字段到树木结构体中,在经过初始化和渲染完成树木形态结构的绘制,实现了红松静动态模拟。这种方法得到了较好的树木可视化效果,为其在森林经营规划中的应用奠定了一定的基础。
2、采用随机分形地形的方式生成三维地形,运用纹理贴图的方式形成真实感地形表面,采用盒子方法绘制天空背景,建立了简单的森林虚拟环境。
3、将3DS外部树模型导入可视化系统中,从而达到快速建立森林景观的目的。
OpenGL开放式图形库;三维树木可视化系统;红松形态结构;外部3DS树木模型导入;虚拟森林
东北林业大学
硕士
森林经理学
罗传文
2011
中文
S712
65
2012-04-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）